Free Web Site - Free Web Space and Site Hosting - Web Hosting - Internet Store and Ecommerce Solution Provider - High Speed Internet
Search the Web

COMBINACIÓN  DE FUERZAS

REQUISITOS: diagrama de fuerzas, suma de fuerzas.

Las fuerzas (vectores),  se pueden combinar. Esta combinación puede ser una suma de fuerzas. Para realizar una suma de fuerzas en un sistema en estudio, se debe hacer un diagrama de fuerzas, el cual es una representación de las fuerzas que actúan sobre el sistema. La figura derecha muestra las fuerzas importantes en el movimiento vertical de un objeto. Para este objeto, por ejemplo se toman las fuerzas como si estuvieran actuando sobre un punto situado en el centro del objeto. Por ejemplo el movimiento de un sistema de personas que halan una cuerda por ambos extremos, se puede estudiar con sólo observar un punto medio en la cuerda. Este punto medio representa una idealización en la física del problema (el estudio físico del problema). Esta idealización se hace para simplificar lo que no es útil en el estudio y poder centrarse en lo que es importante (por ejemplo, nos interesa estudiar las fuerzas que hace cada persona, no el color de sus ropas). A esta idealización del problema se le llama modelo. La figura muestra sólamente las fuerzas que actúan sobre el bloque y que son importantes en el movimiento vertical del objeto, pero recuerde que existen otras fuerzas actuando. 

Un modelo es entonces una representación de la realidad; un modelo no es la realidad, sólo es una representación de ella. Por ejemplo, podemos dibujar mediante flechas, las fuerzas que ejercen las personas que halan la cuerda y eso representará un modelo de lo que está ocurriendo. El digujo ilustra las fuerzas más importantes que actúan sobre una caja cuando esta se levanta a velocidad constante. Volviendo a la suma de fuerzas, cuando se quiere estudiar el movimiento de un punto clave del sistema en estudio, es necesario seguir ciertos pasos:

PASOS PARA CONSTRUIR UN DIAGRAMA DE FUERZAS:

1. Identificar y representar todas las fuerzas que actúan sobre el punto clave, del sistema en estudio.

2. Separar la fuerzas verticales de las horizontales.

3. En cada grupo de fuerzas (horizontales o verticales), definir una dirección positiva y otra negativa para asignar signo a las fuerzas.

4. Centrarse en el punto clave y sumar todas las fuerzas que actúan sobre él, tanto las verticales como  las horizontales.

 

EJEMPLO

Si el objeto representado en la figura de arriba tiene una masa de 100 gramos (0.1kg) es levantado con velocidad constante (de tal forma que el estiramiento del resorte de la balanza es el mismo), entonces la lectura de la balanza será igual al peso del objeto. Como la masa del objeto es 0.1 kg su peso es igual a su masa multiplicado por el valor de la aceleración de la gravedad en el punto donde se hace el levantamiento. Si este levantamiento es cerca de la superficie de la tierra, por ejemplo a nivel del mar la aceleración es cerca de 9.8 m/s2. El peso es entonces igual a 0.1 kg x 9.8 m/ss = 0.98 N o cerca de 1 N. Es decir que Fb = + 1N y Fg = - 1 N y. El signo menos indica que esta fuerza va en dirección opuesta a la fuerza que levanta o sostiene al objeto. Si este objeto se levanta con velocidad constante, entonces el resorte de la balanza no se estira, por lo cual la lectura de esta no cambiará, permances constante. La fuerza total es entonces Ft = Fb + Fg = 1N - 1N = 0.

Trata de dibujar las fuerzas que actúan en la situación siguiente. Una manzana se encuentra en reposo sobre una mesa; una fuerza que se llama peso, hala a la manzana. Dibuja todas las fuerzas que actúan sobre la manzana e indica sus direcciones.

 

OTRA COMBINACIÓN DE FUERZAS

Existe otra forma de combinar fuerzas, pero esta vez las fuerzas no se suman o se restan, por que lo que ocurre es que las fuerzas involucradas no actúan sobre el mismo punto o cuerpo. Pero en este caso todavía se puede construir el diagrama de fuerzas sobre el sistema. Ejemplos de esto puedes estudiarlos en los libros de física bajo el tema de fuerzas de acción y reacción