Name: types of equilibrium in forces
Uploaded: 2023-09-22T11:49:20.000Z
Duration: 1 min 30 s
Channel: JoVE

El estado de equilibrio de un objeto se puede clasificar en función de los sistemas de fuerza que actúan sobre él. Son fuerzas colineales, coplanares concurrentes y coplanares no concurrentes.
Considere a dos individuos que ejercen fuerzas iguales y opuestas mientras tiran de una cuerda. Las dos fuerzas que actúan sobre la cuerda son colineales de tal manera que la fuerza neta sobre la cuerda es cero. El sistema está en equilibrio.
En un sistema de fuerzas concurrentes coplanares, todas las fuerzas se encuentran en un solo punto en el mismo plano.
Aquí, estas fuerzas se pueden resolver en sus componentes horizontales y verticales.
Para que un sistema permanezca en equilibrio, las fuerzas verticales ascendentes y descendentes deben equilibrarse. Del mismo modo, las fuerzas horizontales hacia la izquierda y hacia la derecha también deben ser iguales y estar dirigidas de manera opuesta.
En un sistema de fuerzas coplanares no concurrentes, las fuerzas que actúan sobre el objeto son paralelas. Aquí, el momento debido a F3 es en el sentido de las agujas del reloj y se equilibra con un momento en sentido contrario a las agujas del reloj debido a F2.
Del mismo modo, F1 se contrarresta con el peso del objeto y el momento neto y la fuerza neta sobre el objeto son cero, manteniendo el equilibrio.

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	<li>Meriam, J.L.; Kraige, L.G., y Bolton, J.N. (2020). Ingeniería Mecánica \u2012 Estática. Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley. Págs. 121-122.</li>
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categorías de equilibrio

Categories of Equilibrium

El equilibrio es un concepto crucial en la física, que nos permite entender cómo las fuerzas interactúan con los cuerpos para producir movimiento nulo o constante. En el equilibrio bidimensional, los sistemas de fuerza se pueden clasificar en diferentes categorías según sus características. Una de las categorías de equilibrio es el equilibrio colineal, que implica fuerzas que actúan a lo largo de una línea recta. Este tipo de equilibrio solo requiere una ecuación de fuerza en la dirección de las fuerzas, ya que las otras ecuaciones se satisfacen automáticamente. Otra categoría es el equilibrio coplanar concurrente, en el cual todas las fuerzas que actúan se encuentran en un solo punto en el mismo plano. En esta categoría, las fuerzas se pueden descomponer en sus componentes horizontales y verticales para determinar el equilibrio. Las fuerzas verticales y horizontales deben tener una magnitud igual y estar dirigidas en dirección opuesta para equilibrarse mutuamente. La categoría de equilibrio coplanar no concurrente implica fuerzas que son paralelas pero no concurrentes entre sí. En este tipo de equilibrio, los momentos causados por las fuerzas se equilibran, lo que resulta en una fuerza neta cero sobre el objeto. Para que esto ocurra, los momentos generados por las fuerzas deben ser iguales pero opuestos en dirección. Finalmente, el equilibrio general es la categoría más complicada, que involucra cualquier número de fuerzas no necesariamente en un plano. Este tipo de equilibrio requiere dos ecuaciones de fuerza y una ecuación de momento para obtener una solución.

Categorías de equilibrio

El equilibrio es un concepto crucial en física, que nos permite comprender cómo las fuerzas interactúan con los cuerpos para producir un movimiento constante o nulo. En...

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Unit 1

Unidad 1

Equilibrium of a Particle

Equilibrio de una partícula

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

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 the forces meet at one point in the same plane. The forces can be split into horizontal and vertical parts to check balance. The horizontal and vertical forces must be equal in magnitude and opposite in direction.

Coplanar non-concurrent equilibrium involves parallel forces that do not meet at one point. Here, the moments, or turning effects, from the forces must balance. The moments should be equal and opposite so the object has zero net force.

General equilibrium is the most complex category. It includes any number of forces that do not have to lie in one plane. Solving this case requires two force equations and one moment equation.

Types of Equilibrium in Forces

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...

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

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

Explore collinear, coplanar concurrent, coplanar non-concurrent, and general equilibrium. Learn how force and moment balance work in physics.

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