Operaciones Vectoriales con Fuerzas
¡¡Hola querida comunidad científica de Hive Blog!! Es grato estar de nuevo en este espacio desarrollando una nueva publicación, si recuerdan la vez pasada tratamos el tema de los diagramas de cuerpo libre, el día de hoy realizaremos varios ejemplos sobre las operaciones vectoriales con fuerzas.
Como ya hemos desarrollado el concepto de fuerza y se ha explicado cómo realizar diagramas de cuerpo libre, en esta oportunidad estaremos presentando ejemplos de operaciones vectoriales con fuerzas. En algunas ocasiones la regla del paralelogramo puede servirnos para resolver algunos problemas donde necesitemos calcular la resultante de dos fuerzas, pero no ocurre de la misma manera cuando actúan más de dos fuerzas.
Cuando estamos en presencia de tres o más fuerzas el método de descomposición de fuerzas en sus componentes rectangulares resulta ser más cómodo, porque solo tendríamos que encontrar la resultante sobre cada eje para luego componerlas en una sola resultante, este procedimiento nos permite usar solamente triángulos rectángulos.
Veamos un ejemplo sencillo, consideremos tres fuerzas de magnitudes F1= 15 Kp, F2= 20 Kp y F3= 10 Kp, las mismas actúan tal como lo podemos ver en la imagen a continuación. Encontrar la fuerza resultante de todas las fuerzas.
Vamos a realizar la proyección de todas las fuerzas, así obtenemos las componentes F1x, F1y; F3x, F3y; como F2 está sobre el eje x no tiene componente en el eje y.
Ahora es momento de determinar las componentes, para ello usaremos las expresiones Fx = F cosθ y Fy = F senθ
Una vez tengamos todas las componentes sumaremos todas fuerzas según su componente.
Ya para culminar determinaremos la magnitud de F, la cual viene dada por la siguiente expresión:
Por lo tanto
Por lo tanto, la resultante de todas las fuerzas analizadas es igual a 25,15 Kp
Dos personas A y B halan de dos cuerdas a un bote, las cuales forman un ángulo de 45°con la horizontal, la persona “A” ejerce una fuerza de 75 N y la otra, es decir, la “B” 50 N. Hallar el valor de la fuerza resultante.
Construyamos nuestro diagrama
Determinamos las componentes de cada vector
Realizamos las sumas de los ejes
Y ahora calculamos la resultante
Como podemos ver la fuerza resultante que las dos personas aplican para halar el bote es de 90,13 N.
Realizar este tipo de problemas es muy sencillo, lo que tenemos es que tener cuidado al realizar nuestro diagrama de cuerpo libre, saber ubicar bien los vectores para así poder saber cuándo la componente es positiva o negativa. Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y una vez más los invito a dejar sus comentarios, opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.
Brett, E & Suárez, W. (2000). Teoría y práctica de física. Caracas: Distribuidora escolar, S.A.
Figueroa, D. (2006). Dinámica. Caracas: Douglas Figueroa.
Figueroa, J. (2009). Física, Texto y problemario. Caracas: Ediciones CO-BO.
Nota: Todos los diagramas presentados en esta publicación son diseñados y editados por mi persona utilizando elementos e imagenes del programa Microsoft Power Point.
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