Question

Que procedimientos se pueden utilizar para
determinar el resultante de dos fuerzas con
diferentes direcciones? Nombra y explica dos formas.

Answer 1

Suma de fuerzas concurrentes

Cuando un cuerpo sufre la acción de dos o más fuerzas (sistema de fuerzas), sus efectos pueden ser sustituidos por la acción de una única fuerza denominada fuerza resultante. El proceso mediante el cual se calcula la fuerza resultante recibe el nombre de suma de fuerzas.

La fuerza resultante o fuerza total de un sistema de fuerzas se obtiene mediante la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo:

∑F→=F1−→+F2−→+F3−→+...+Fn−→

Como sabemos que cada fuerza en el plano OXY, se puede descomponer en función de sus ejes cartesianos Fi→=F→ix+F→iy entonces:

∑F→=(F1x+F2x+F3x+...+Fnx)⋅i→+(F1y+F2y+F3y+...+Fny)⋅j→

Experimenta y Aprende

051015-5-10-150510-5-10F1−→F2−→F3−→ΣF→

Fuerza resultante de un sistema de fuerzas

En la gráfica se muestran tres fuerzas F1, F2 y F3. Desplaza los puntos rojos para modificarlas y observa como se obtiene por la suma vectorial una fuerza ΣF equivalente al efecto que producen ambas fuerzas.

Datos

F1−→=-9.00 · i→+2.00· j→ N

F2−→=6.00 · i→+5.00· j→ N

F3−→=2.00 · i→-3.00· j→ N

ΣF→=(-9.00+6.00+2.00) · i→ + (-9.00+6.00+2.00) · j→ N

ΣF→=-1.00 · i→+4.00· j→ N

Aclaraciones

A lo largo de este tema consideraremos fuerzas concurrentes, cuyo punto de aplicación siempre será el centro geométrico del cuerpo. Esta consideración da lugar a movimientos de traslación, ya que si no podrían aparecer también movimientos de rotación, como veremos en niveles más avanzados.

Ejemplo

Si sobre un cuerpo actúan las siguientes fuerzas:

F→1=−10⋅i→+10⋅j→ ⋮  F→2=4⋅i→−3⋅j→ ⋮ F→3 =5⋅i→− j→ ⋮ F→4 = i→ − j→

Determina una fuerza cuyo efecto sea equivalente a aplicar las 4 fuerzas expuestas