La fuerza es una magnitud vectorial, al igual
que la velocidad o la aceleración, y se presenta de la siguiente manera,
por ejemplo, un vector F que se caracteriza por 4 datos y son
a) Intensidad, es una medida cuantitativa de la fuerza, si la intensidad es
grande, la fuerza es grande también, o viceversa, si la intensidad es
pequeña la fuerza es pequeña.
b) La dirección, es la recta sobre la que se aplica la fuerza.
c) Sentido indica hacia dónde se aplica la fuerza. En
una misma dirección existen dos sentidos posibles.
d) Punto de aplicación es el punto del espacio en que
se aplica la fuerza. Esto es importante, pues los efectos que producen las
fuerzas dependen en muchos casos del punto de aplicación.
14.- Basicamente la descomposición de fuerzas equivale a
representar una fuerza, F, que se indica con su magnitud y sentido
(angulo) en dos componentes, Fx y Fy, si estamos en un plano o en tres,
Fx, Fy, Fz, si estamos en el espacio tridimensional.
Con los vectores obtenidos se realizan las diversas operaciones vectoriales que
se conocen de la clase de trigonometría.
O, a la inversa, dados los componentes vectoriales de una fuerza se puede
llegar a calcular la fuerza resultante, tanto a nivel magnitud, como
dirección y sentido.
Y después el manejo adecuadode estos conceptos permitiran
realizar calculos como lkls que se presentan en el
equilibrio rotacional o traslacional. Y muchos mas.
15.- Las fuerzas paralelas son aquellas que actúan sobre un cuerpo
rígido con sus líneas de acción en forma paralela
La resultante de dos o mas fuerzas paralelas tiene un valor igual a la
suma de ellas con su línea de acción también paralela a
las fuerzas. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud pero de sentido
contrario actúan sobre un cuerpo, se produce el llamado par de fuerzas
en el que el resultante es igual a cero y su punto de aplicación
esta en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación
de las fuerzas componentes
No obstante que la resultante es cero, un par de fuerzas produce siempre un
movimiento de rotación, tal como sucede con el volante de un
automóvil.
16 Cuando se estudio la primera ley de Newton, llegamos a la
conclusión de que si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza
externa, este permanece en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme.
Pero sobre un cuerpo pueden actuar varias fuerzas y
seguir en reposo en un movimiento rectilíneo uniforme.
Hay que tener en cuenta, que tanto para la situación de reposo, como
para la de movimiento rectilíneo uniforme la fuerza neta que
actúa sobre un cuerpoes igual a cero.
17 Si a un cuerpo que puede girar alrededor de un
eje, se la aplican varias fuerzas y no producen variación en su
movimiento de rotación, se dice que el cuerpo puede estar en reposo o
tener movimiento uniforme de rotación.
También se puede decir que un cuerpo se
encuentra en equilibrio de rotación si la suma algebraica de los
momentos o torques de las fuerzas aplicadas al cuerpo, respecto a un punto
cualquiera debe ser igual a cero. Esto es T= 0 Un
cuerpo de 15 kg cuelga en reposo arrollado en torno a un cilindro de 12 cm de
diametro. Calcular el torque respecto al eje del cilindro.
La barra homogénea puede rotar alrededor de O. Sobre la barra se aplican
las fuerzas F1 = 5 d , F2 = 8 d y F3= 12 d, si se sabe
que OA = 10 cm, OB = 4 cm y OC = 2 cm..
Entonces
• Calcula el torque de cada una de las fuerzas con relación a O.
• Calcula el valor del
torque resultante que actúa sobre el cuerpo.
• ¿Cual es el sentido de rotación que el cuerpo
tiende a adquirir?
• ¿Cual debe ser el valor y el sentido de
la fuerza paralela a F1 y F2 que se debe aplicar en C para que la barra quede
en equilibrio?
Si una barra soporta un cuerpo de 5 kg. Calcular el
torque creado por este cuerpo respecto a un eje que pasa por
• El extremo superior
• El punto medio en labarra un automóvil de 2000 kg tiene ruedas
de 80cm de diametro. Se acelera partiendo de reposo
hasta adquirir una velocidad de 12m/s en 4 seg. Calcular
• La fuerza aceleradora necesaria
• El torque que aplica a cada una de las ruedas motrices para suministrar
esta fuerza.
Un cuerpo de 20 kg se suspende mediante tres cuerdas. Calcular las fuerzas de tensión ejercida por cada cuerda.
Un antebrazo un cuerpo de 4 kg. Si
se encuentra en equilibrio, calcular la fuerza ejercida por el músculo
bíceps. Considera que la masa del antebrazo es de 2kg y actúa sobre el
punto P (sugerencia: aplica torques con respecto a la articulación del codo
Una escalera de 3m de longitud y 8 kg de masa esta recargada sobre una
pared sin rozamiento. Determina el mínimo coeficiente
de fricción (Us) entre el piso y la escalera, para que la escalera no
resbale.
Encontrar la masa del cuerpo homogéneo si el dinamómetro marca 35
N (g =10m/s)
En los extremos de una palanca de primer género de 10kg, cuelga dos
masas de 3kg y 9kg.
¿Dónde se encuentra el punto de apoyo si la
palanca mide 40 cm y se encuentra equilibrada?
Una palanca de tercer género mide 50 cm y tiene una masa de 250 g; si a
30 cm del punto de apoyo se coloca una masa de 300g.
18 Los métodos de la física
estadística proporcionan unaherramienta muy útil a la
descripción de fenómenos que, tradicionalmente, no han formado
parte de los objetivos de interés de los físicos. Muchos sistemas
reales admiten ser representados, en forma abstracta, como conjuntos de unidades dinamicas
interactuantes, capaces de dar lugar -como
consecuencia de las interacciones- a formas de comportamiento colectivo
cualitativamente diferente de la dinamica individual. Este tipo de
comportamiento define a los llamados sistemas complejos. La física
estadística de sistemas fuera de equilibrio, precisamente, posee y sigue
desarrollando técnicas que se adaptan eficientemente a ese esquema abstracto. Su exitosa
aplicación a la descripción de procesos de la mas diversa
naturaleza ha puesto de manifiesto su
potencialidad en el estudio
interdisciplinario de sistemas complejos. Tales técnicas han sido
aplicadas a una amplia clase de objetos de interés que comprende, por
ejemplo, las reacciones químicas fuera de equilibrio (relojes
químicos, reacciones autocatalíticas), los materiales
desordenados (vidrios, medios granulares), las poblaciones biológicas
(sistemas celulares y ecosistemas), la evolución y adaptación de
las especies (micro y macroevolución), los sistemas neuronales (control
de procesos y mecanismos cognitivos), y los sistemas socioeconómicos.