Fuerzas Concurrentes

Los vectores fuerza pueden sumarse gráficamente de la misma manera que sumamos antes en el caso de desplazamientos. En virtud de la importancia de las fuerzas en el estudio de la mecánica, conviene adquirir destreza en las operaciones con vectores, estudiando aplicaciones de fuerza además de las aplicaciones de desplazamiento.

Un resorte estirado ejerce fuerzas sobre los dos objetos que están unidos a sus extremos; el aire comprimido ejerce una fuerza sobre las paredes del recipiente que lo contiene, y un tractor ejerce una fuerza sobre el remolque que lleva arrastrando. Probablemente la fuerza más conocida es la atracción gravitacional que ejerce la Tierra sobre un cuerpo. A esta fuerza se le llama peso del cuerpo. Existe una fuerza bien definida aun cuando no estén en contacto la Tierra y los cuerpos que atrae. El peso es una cantidad vectorial dirigida hacia el centro del planeta.

Cuando dos o más fuerzas actúan sobre un mismo punto de un objeto, se dice que son fuerzas concurrentes. El efecto combinado de tales fuerzas se llama fuerza resultante.

“La fuerza resultante es la fuerza individual que produce el mismo efecto tanto en la magnitud como en la dirección que dos o más fuerzas concurrentes.”

Las fuerzas resultantes pueden calcularse gráficamente al representar cada fuerza concurrente como un vector. Con el método del polígono o del paralelogramo para sumar vectores se obtiene la fuerza resultante.

Con frecuencia las fuerzas actúan sobre una misma recta, ya sea juntas o en oposición.

Si dos fuerzas actúan sobre un mismo objeto en una misma dirección, la fuerza resultante es igual a la suma de las magnitudes de dichas fuerzas. La dirección de la resultante es la misma que la de cualquiera de las fuerzas.

Si las fuerzas que actúan forman un ángulo de entre 0o y 180° entre sí, su resultante es el vector suma. Para encontrar la fuerza resultante puede utilizarse el método del polígono o el método del paralelogramo.

El tratamiento grafico de los vectores es conveniente para visualizar las fuerzas, pero con frecuencia no es muy preciso. Un método mucho más útil consiste en aprovechar la trigonometría del triángulo rectángulo simple, procedimiento que en gran medida se ha simplificado, gracias a las calculadoras actuales. El conocimiento del teorema de Pitágoras y cierta experiencia en el manejo de las funciones seno, coseno y tangente es todo lo que se requiere para el estudio de esta unidad.

Los métodos trigonométricos pueden mejorar la precisión y la rapidez al determinar el vector resultante o para encontrar las componentes de un vector. En la mayoría de los casos, es útil utilizar ejes x y y imaginarios cuando se trabaja con vectores en forma analítica. Cualquier vector puede dibujarse haciendo coincidir su origen con el cruce de esas rectas imaginarias.

Las componentes del vector pueden

...