Name: balanced forces and torque in equilibrium
Uploaded: 2023-09-22T11:49:20.000Z
Duration: 1 min 23 s
Channel: JoVE

Cuando diferentes fuerzas actúan sobre una partícula, pero su movimiento no cambia con el tiempo, se dice que está en equilibrio. El equilibrio se puede clasificar como estático o dinámico.
Si una partícula está en reposo, se dice que está en equilibrio estático, y si se mueve con velocidad constante, se dice que la partícula está en equilibrio dinámico.
Para que una partícula esté en equilibrio, debe satisfacer dos condiciones simultáneamente. En primer lugar, la fuerza neta, la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre la partícula, debe ser igual a cero. 
En segundo lugar, el par neto que actúa sobre la partícula alrededor de un eje que pasa a través de la partícula debe ser cero, lo que indica que el momento neto también es igual a cero.
Considere dos masas iguales colocadas en los dos extremos de un tablón de madera equidistante de su centro. El centro del tablón se asienta sobre un pivote cilíndrico. En tal condición, se establece un equilibrio estático ya que la fuerza neta y el par neto en el sistema es cero.

<ol>
	<li>Hibbeler, R.C. (2016). Ingeniería Mecánica \u2012 Estática y Dinámica. Hoboken, Nueva Jersey: Pearson Prentice Hall. Págs. 87.</li>
	<li>OpenStax. (2023). Física Universitaria Vol. 1. [Versión web]. Obtenido de <a href="https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/12-1-conditions-for-static-equilibrium">https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/12-1-conditions-for-static-equilibrium</a>.</li>
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condiciones de equilibrio para una partícula

Cuando un objeto está en equilibrio, está o bien en reposo o en movimiento con una velocidad constante. Existen dos tipos de equilibrio: estático y dinámico. El equilibrio estático ocurre cuando un objeto está en reposo, mientras que el equilibrio dinámico ocurre cuando un objeto se mueve con una velocidad constante. En ambos casos, debe haber un equilibrio de fuerzas que actúan sobre el objeto. Para comprender el concepto de equilibrio, consideremos primero las fuerzas que actúan sobre un objeto. Cuando diferentes fuerzas actúan sobre un objeto, pueden sumarse, restarse o cancelarse entre sí. Si la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto es cero, el objeto está en reposo o se mueve con una velocidad constante. La primera condición que un objeto debe cumplir para estar en equilibrio es que la fuerza neta que actúa sobre él debe ser cero. Esto implica que la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto debe ser igual a cero. En otras palabras, las fuerzas que actúan sobre el objeto deben estar equilibradas. Por ejemplo, consideremos un automóvil estacionado en una superficie nivelada. Aunque la fuerza gravitatoria actúa sobre el vehículo, la fuerza que actúa sobre él desde el suelo (la fuerza normal) la contrarresta, resultando en una fuerza neta de cero y equilibrio. La segunda condición que el objeto debe cumplir para estar en equilibrio es que el torque neto y, como resultado, el momento neto que actúa sobre él también debe ser cero. Un ejemplo de torque que causa el movimiento de rotación de un objeto es una tabla de madera sobre un pivote. Dos masas de igual peso en cada extremo crean un torque, pero como están equidistantes del centro de la tabla, los torques se equilibran, lo que resulta en un torque neto de cero y equilibrio estático.

Condiciones de equilibrio para una partícula

Cuando un objeto está en equilibrio, está en reposo o se mueve a una velocidad constante. Hay dos tipos de equilibrio: estático y dinámico. Estático...

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Ingeniería Mecánica

Unit 1

Unidad 1

Equilibrium of a Particle

Equilibrio de una partícula

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

Equilibrium Conditions for a Particle

balanced forces and torque in equilibrium

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium.

Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other.

Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum of all the forces is zero, the object is in equilibrium. That is why the net force must be zero. A parked car on a level surface is a simple example. Gravity pulls it downward, and the normal force from the ground pushes upward to balance it.

The second condition for equilibrium is zero net torque. Torque is the turning effect of a force, and it can cause rotation. Net torque, or the total moment, must also be zero. A wooden plank on a pivot shows this idea. If two equal masses sit at equal distances from the center, their torques cancel, and the plank stays in static equilibrium.

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

balanced-forces-and-torque-in-equilibrium

equilibrium conditions for a particle

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium. Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other. Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum...

free-body diagram

Free-Body Diagrams for Force Analysis

Free-body diagrams help analyze the forces acting on an object in mechanics. They give a simple picture of a stationary or moving object and show why it moves the way it does. By turning a complex situation into a clear sketch, they make it easier to write the equation needed to solve the problem. To draw a free-body diagram, first choose the object or system you want to study. Then isolate it from its surroundings and draw it as a dot or a simple outline. Add arrows for every important...

steps for free-body diagram

Free-Body Diagram for Two-Block Motion

A free-body diagram helps analyze two-block motion in mechanics. It shows the forces acting on a system so the net force can be found and the acceleration can be calculated. The example in this lesson uses two blocks linked by a massless string over a frictionless pulley. Block 1 moves across a table while block 2 falls under gravity. The two blocks are treated as one isolated system. External forces are then identified and drawn as vector arrows on the diagram. For block 1, the forces...

free-body diagrams: problem solving

Free-Body Diagrams on Inclined Planes

Free-body diagrams help show the forces acting on an object on an inclined plane. A free-body diagram is a simple drawing that focuses only on the object or system being studied. It leaves out extra details so the force problem is easier to analyze and solve. For an example, a 10 kg block is released on a ramp that is 30° to the horizontal. The coefficient of friction is 0.2. The diagram for this block includes the weight from gravity, the normal force, and the frictional force. These are the...

coplanar forces

Resolving Coplanar Force Components

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium. A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net...

categories of equilibrium

Types of Equilibrium in Forces

Equilibrium in physics describes how forces act on a body so it stays still or moves at a constant speed. In two-dimensional force systems, equilibrium can be grouped into several categories based on how the forces are arranged. Collinear equilibrium is the simplest case. The forces act along one straight line, so only one force equation is needed in the direction of those forces. The other equations are already satisfied. Coplanar concurrent equilibrium is another category. In this case, all...

key terms and concepts

Learn how balanced forces and zero net torque keep an object in static or dynamic equilibrium, with examples like a parked car and a plank on a pivot.

Balanced Forces and Torque in Equilibrium | JoVE K12

JoVE Core Mechanical Engineering offers concise, easy-to-understand animated videos covering key topics such as equilibrium, forces, truss analysis, and structural mechanics. Explore their real-world applications, and witness these concepts in action through scientist-led experiments.

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Balanced Forces and Torque in Equilibrium

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