Equilibrio de cuerpos giratorios: ¿fuerzas verticales que no se equilibran?

Estoy un poco confundido acerca de este problema.

Tenemos una 6 kg barra no uniforme METRO norte que gira sobre METRO . Hay una fuerza de 40 N aplicado en norte en ángulo con la varilla.

Se dice que la barra está en equilibrio como resultado de la 40 N fuerza.

Sin embargo, mi pregunta es que si resolvemos verticalmente, tenemos la componente de la 40 N fuerza y ​​el peso de la varilla. Estos no serán iguales, entonces, ¿por qué la varilla no cae hacia abajo?

Sé que tiene algo que ver con el pivote, pero no veo por qué el pivote producirá una fuerza vertical.

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¿Qué efecto tiene el pivote M? ¿Qué pasaría si no estuviera allí?
@Farcher No puedo darle una respuesta precisa, por eso hice la pregunta.
Suponga que MN fuera una sección de una trampilla y se quitaron las bisagras.

Respuestas (2)

La varilla está fijada al pivote, por lo que no se cae. El pivote aquí significa algo que mantiene ese extremo de la varilla permanentemente en su lugar, independientemente de las fuerzas que se ejerzan. Lo hace ejerciendo cualquier fuerza que sea necesaria para contrarrestar las otras fuerzas. Si equilibrar las fuerzas verticales genera una fuerza neta de, digamos, 20 norte hacia abajo, entonces el pivote produce una fuerza 20 norte hacia arriba para contrarrestar eso.

Como ilustración, considere el ejemplo de Farcher de una trampilla. Si tiras de un borde de la trampilla, se abre. Si sigue tirando de él verticalmente, eventualmente la trampilla estará vertical. Ahora puedes tirar muy fuerte y la trampilla aún no se moverá. Esto se debe a que el otro borde de la trampilla está fijado al piso y ese borde produce una fuerza casi arbitrariamente grande para equilibrar la fuerza con la que estás tirando.

La bisagra en M proporciona una fuerza de restricción. Para el equilibrio, el momento de torsión neto con respecto al punto M es cero (la fuerza de restricción en M no proporciona momento de torsión con respecto a M); para que pueda calcular la distancia del centro de masa a lo largo de MN para el equilibrio (la barra MN no es uniforme). La fuerza en M es la necesaria para contrarrestar la fuerza neta de la gravedad y la fuerza aplicada de 40 N.

Esto es similar a la fuerza de restricción proporcionada por el punto de apoyo de una palanca; en el equilibrio, el momento de torsión neto sobre el punto de apoyo es cero y la fuerza en el apoyo equilibra las fuerzas en cada extremo de la palanca. Cuanto mayor sea la fuerza total en ambos extremos de la palanca, mayor será la fuerza de restricción en el apoyo.

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