Fuerza En Un Plano

FUERZA EN UN PLANO

Una fuerza es una acción tal que aplicada sobre un cuerpo modifica su velocidad (mediante una aceleración). La fuerza es una magnitud vectorial. En el sistema internacional se mide en Newton.

Sabemos que la condición principal de equilibrio requiere que la sumatoria de fuerzas sea igual a cero. así, al presentársenos un número cualquiera de fuerzas actuando sobre un objeto, acostumbramos buscar que todas posean una pareja de igual dirección y magnitud, pero sentido contrario, la que cumplirá dicha condición.

La resultante de todas las fuerzas externas que actúan sobre el objeto debe ser cero. esta condición nos era suficiente para el equilibrio. pero cuando la acción de dos fuerzas se encuentra separada por una distancia una segunda condición debe ser satisfecha.

Si nos fijamos en este objeto veremos que la pareja de fuerzas que actúan sobre el poseen igual dirección y magnitud, y sentido contrario, por lo tanto, la sumatoria de fuerzas efectivamente es cero. en el objeto, se cumplirá la ya famosa condición principal de equilibrio, pero ¿está realmente en equilibrio?, no.

El equilibrio Existirá bajo la acción de fuerzas, siempre y cuando el objeto puntual al que afectan no se esté acelerando. En este caso el objeto (por la primera ley de Newton) se encontrará en una constante rotación (se está acelerando), aún cuando las fuerzas que lo afectan son iguales y contrarias.

El plano inclinado es una máquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensión de la cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que uno de ellos quede paralelo al plano. Con esto se simplifican las cuentas ya que la sumatoria de fuerzas en X tiene el mismo ángulo que la tensión que lo equilibra.

Para resolverlo dibujamos los ejes y las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. Tenemos el peso, la normal y la tensión de la cuerda. En este caso no consideramos el rozamiento.

Descomponemos el peso en X e Y

Sobre el eje Y sabemos que no hay desplazamiento, por lo tanto:

Sobre el eje X, si queremos equilibrar el sistema:

La fuerza equilibra al plano es:

FUERZA SOBRE UNA PARTÍCULA RESULTANTE DE DOS FUERZAS

Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas se pueden sumar las mismas de forma vectorial (como suma de vectores) obteniendo una fuerza resultante, es decir equivalente a todas las demás. Si la resultante de fuerzas es igual a cero, el efecto es el mismo que si no hubiera fuerzas aplicadas: el cuerpo se mantiene en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, es decir que no modifica su velocidad.

En la mayoría de los casos no tenemos las coordenadas de los vectores sino que tenemos su módulo y el ángulo con el que la fuerza

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