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Maquinaria · Ingeniería · Estabilidad y Control

Centro de masas y vuelco

Si la línea de acción hacia abajo a través del centro de masa de un objeto cae fuera de su región de soporte, puede surgir un momento de equilibrio.

Experimento relacionado: Centro de masas y vuelco →
Centro de masas y vuelco
Centro de masas y vuelco: vista de la simulación →

Significado y funcionamiento

El centro de gravedad es la posición que representa la suma de las fuerzas gravitatorias como un único punto. El área de soporte es el área creada por los puntos donde entra en contacto con el suelo.

Cuando un objeto se inclina, la línea de acción de la fuerza de gravedad se acerca al borde del área de soporte. Si este borde se excede, puede surgir un momento de rotación en la dirección de la caída.

Relaciones y condiciones de validez

En el modelo experimental utilizando cuerpos rígidos, se utiliza el valor tanθc=(b/2−offset)/hcg. Un soporte más amplio y un centro de gravedad más bajo resultan en un mayor margen de seguridad contra el vuelco.

Esta es una evaluación para determinar si el material es semi-rígido y si se cumple una condición de contacto definida. Si existe deslizamiento, impacto, deformación o movimiento de masa interna, el comportamiento real será diferente.

Qué observar en la simulación

El vuelco empieza cuando la proyección vertical sale del apoyo.

Bloque rígido sin deslizamiento. El giro posterior ilustra el estado y no simula impactos. No inclines objetos pesados reales.

Relaciones y símbolos clave

tan θc = (b/2 − offset)/hcg

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
bAnchura de la base de apoyom
hcgAltura del centrom
offsetDesplazamiento horizontal respecto al centrom

Ejemplo resuelto

¿Qué determina el vuelco?

Vertical y área de apoyo · El vuelco empieza cuando la proyección vertical sale del apoyo.

Errores frecuentes

  • El hecho de que el centro de gravedad sea alto no es suficiente para desconsiderar el alcance y la posición de soporte, y para determinar la estabilidad.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

OpenStax · University Physics Volume 1 (inglés)