Fuerzas coplanares

1. Fuerzas coplanares

Una fuerza coplanar es un conjunto de fuerzas que se encuentran en un plano bidimensional (2 ejes) cuyas direcciones de los vectores se cortan en un punto.

Estos conjuntos pueden reemplazarse por una sola fuerza cuyo efecto sea el mismo que el de las fuerzas dadas, el cual recibe el nombre de fuerza resultante que es la fuerza de un sistema de vector.

La fuerza resultante es la fuerza individual que produce el mismo efecto en magnitud y dirección que 2 o más fuerzas concurrentes.

Tiene 2 condiciones independientes algebraicas de equilibrio que pueden expresarse de 3 formas:

1. ∑Fx= ∑Fy=0 Lo que nos dice que la sumatoria de los componentes en el eje X y Y tiene un valor de cero.

2. ∑Fx=∑Ma=0 La sumatoria de los componentes en cualquier eje y la sumatoria de los momentos de todas las fuerzas respecto a un punto es igual a cero.

3. ∑Ma=∑Mb=0 Los momentos de 2 puntos que quedan fuera de la recta con la intersección.

2. Componentes rectangulares: plano y espacio

Las componentes de un vector son otros vectores en direcciones perpendiculares.  

Las componentes en dirección horizontal pertenecen al eje X y las que se encuentran en dirección vertical pertenecen al eje Y.

Las magnitudes de las componentes se encuentran relacionadas con el teorema de Pitágoras, tomando los catetos como las componentes y la hipotenusa como el vector principal. La dirección del vector principal también relaciona las magnitudes de las componentes con las relaciones trigonométricas aplicadas a un triángulo rectángulo que reciben el nombre de seno, coseno y tangente.

En el plano

Son todos los vectores coplanares delimitados en un plano bidimensional por las coordenadas X y Y, i y j.

En el espacio

Una fuerza F en un plano tridimensional se descompone en tres componentes por las coordenadas X, Y y Z, i, j y k.

3. Equilibrio de la partícula: plano y espacio

Una partícula se encuentra en equilibrio cuando la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre la particular, es igual a cero.

Primera Condición de Equilibrio

“Un cuerpo se encuentra en equilibrio traslacional si y solo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero”.

Matemáticamente se expresa con la sig. Ecuación:

∑Fx=0 y ∑Fy=0

Segunda Condición de Equilibrio

"Para que un cuerpo esté en equilibrio de rotación, la suma de los momentos o torcas de las fuerzas que actúan sobre él respecto a cualquier punto debe ser igual a cero”.

Matemáticamente se expresa con la sig. Ecuación:

∑M=0   ∑M= M1 + M2 + M3 + …   Mn=0  

∑T=0   ∑T=T1 + T2 + T3 +… Tn=0

Isaac Newton formuló tres leyes fundamentales en las se basa la ciencia de la mecánica y se aplica a este tema:

-Si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es cero, la partícula permanecerá en reposo o se moverá en velocidad constante en línea recta.

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