Como calcular la fuerza resultante

Resultante de dos fuerzas

¿Qué es la fuerza resultante? Una fuerza es un empuje o una atracción sobre un objeto que puede hacer que éste cambie de velocidad. Las fuerzas son vectores, es decir, tienen magnitud y dirección. Si una persona empuja una caja con una fuerza de 10 N hacia la derecha, la magnitud es de 10 N y la codirección es hacia la derecha. Sin embargo, si un objeto es empujado hacia la izquierda con una fuerza de 10 N y es empujado hacia la derecha con una fuerza de 12 N, la fuerza resultante es de 2 N hacia la derecha. Pero, ¿qué es la fuerza resultante? Cuando sobre un objeto actúan múltiples fuerzas en diferentes direcciones, la fuerza resultante describe la fuerza neta que actúa sobre el objeto. En otras palabras, la definición de fuerza resultante es la fuerza que produciría el mismo efecto sobre un objeto que las múltiples fuerzas aplicadas. Las fuerzas que actúan en direcciones opuestas se anulan y las que actúan en la misma dirección se suman, como se muestra en el diagrama de la Fig. 1.

En los dos ejemplos de la imagen, la dirección de la fuerza resultante es hacia la derecha. Esto significa que ambas cajas experimentarán algún movimiento hacia la derecha. La magnitud se encuentra restando las fuerzas para la caja roja y sumándolas para la caja azul.

Fuerza resultante

El efecto de la fuerza neta aceleraría el objeto en la misma cantidad que todas las fuerzas reales que actúan sobre el objeto. Por tanto, podemos decir que la fuerza neta es una única fuerza que produciría el mismo efecto que todas las fuerzas actuando conjuntamente.

Sabemos que la fuerza es una magnitud vectorial, es decir, que tenemos que especificar tanto la magnitud como la dirección de una fuerza para dar su descripción completa. Esto significa que debemos sumar las fuerzas individuales para hallar la fuerza neta, igual que sumamos otros vectores.

Para entender esto, consideremos un escenario sencillo en el que dos fuerzas F1F_1F1 y F2F_2F2 actúan sobre un cuerpo desde dos direcciones diferentes. Podemos representar estas dos fuerzas como dos vectores F1→sobre flecha{F_1}F1 y F2→sobre flecha{F_2}F2 que actúan en los ángulos θ1\theta_1θ1 y θ2\theta_2θ2 (ver figura 1).

Fig. 1: Cálculo de la fuerza neta.Utilizando la ley del triángulo de la adición de vectores, sabemos que si dos vectores que actúan simultáneamente sobre un cuerpo pueden representarse en magnitud y dirección por los dos lados de un triángulo tomados en un orden, la resultante de estos dos vectores puede representarse en magnitud y dirección por el tercer lado del triángulo tomado en el orden opuesto (véase el diagrama de la fuerza neta en la figura 1).

Determinar la magnitud y la dirección de la fuerza resultante

La fórmula del vector resultante se utiliza para obtener el valor de la resultante de dos o más vectores. Se obtiene calculando los vectores en función de las direcciones entre sí. La fórmula del vector resultante tiene numerosas aplicaciones en física e ingeniería. Un ejemplo de ello es la interacción de numerosos vectores de fuerza sobre un cuerpo, donde esta fórmula se utiliza para obtener el vector resultante.

La fórmula del vector resultante es de tres tipos según la dirección de los vectores. Estas fórmulas son para vectores en la misma dirección, para vectores en dirección opuesta y para vectores inclinados entre sí.

Tabla de fuerzas

Solución:Sean F1, F2 y F3 las fuerzas con magnitudes de 50 N, 10 N y 70 N. Sea también positiva la dirección hacia la derecha. Entonces;F1 = 50 N, F2 = 10 N, y F3 = – 70 NLa fuerza resultante: F = F1 + F2 + F3 = 50 + 10 – 70 = -10 NF = – 10 N significa, que la fuerza resultante es de magnitud 10 N, actuando hacia la izquierda.Ejemplo: Dos amigos aplican fuerzas sobre una mesa como se muestra en la figura, ¿en qué dirección se moverá la mesa?

La fuerza neta tiene una magnitud de 17 N (utilizando el teorema de Pitágoras. La fuerza neta tiene una magnitud de 17 N (utilizando el diagrama de Pitágoras) y está dirigida en un ángulo \[\theta = {\tan ^{–1}\left( {\frac{{15}}{8}\right)\ne con la fuerza de 8 N. La mesa se moverá en esta dirección: Sobre un cuerpo actúan tres fuerzas de igual magnitud. Entonces elija la afirmación correcta.Opciones:(a) La fuerza resultante nunca puede ser cero(b) La resultante puede ser cero si todas ellas son colineales(c) Para que la resultante sea cero, una fuerza debe ser opuesta a la combinación de las otras dos.(d) La resultante de tres fuerzas iguales es siempre cero.Respuesta: (c)

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