Composición/Descomposición/Equilibrio de fuerzas

1. Composición de fuerzas

Cuando sobre un cuerpo actúa más de una fuerza, la acción de todas ellas se puede remplazar por una fuerza resultante que se obtiene “sumando” vectorialmente cada una de ellas.

Se pueden dar tres casos:

• Fuerzas en la misma dirección y sentido. La fuerza resultante tiene la misma dirección y sentido que las fuerzas componentes, y su módulo es la suma de los de ellas.

• Fuerzas en la misma dirección y sentidos contrarios. La fuerza resultante tiene la misma dirección que las fuerzas componentes, su sentido es el de la mayor de ellas y su módulo es la diferencia de los de ellas.

• Fuerzas angulares y concurrentes. No tiene la misma dirección, y la resultante que parte del punto de aplicación de las fuerzas coincide con la diagonal del paralelogramo que forman dichas fuerzas y sus paralelas. Nosotros vamos a considerar sólo el caso particular de fuerzas que sean perpendiculares, es decir que formen 90º entre sí. Por ello, la diagonal coincide con la hipotenusa del triángulo rectángulo. Luego el módulo de esta resultante se calcula aplicando el teorema de Pitágoras:

2. Descomposición de una fuerza

En multitud de ocasiones, para estudiar las fuerzas que actúan sobre un sistema nos resulta muy útil la descomposición de alguna o algunas fuerzas, para después calcular la resultante de todas ellas. Por ello vamos a explicar cómo se descompone una fuerza.

Cada fuerza puede considerarse como resultado de la suma de al menos dos fuerzas concurrentes. Entre las posibilidades infinitas, la única pareja de fuerzas útil a efectos prácticos es aquella que forma 90º y que, para mayor comodidad, situaremos sobre un eje cartesiano:

 

3. Equilibrio de fuerzas

 

Dos o más fuerzas aplicadas a un mismo cuerpo están en equilibrio cuando neutralizan mutuamente sus efectos, es decir, cuando su resultante es nula.

 

 

 

Ejercicio: Observa la siguiente imagen. ¿Es cierto el segundo enunciado siempre? ¿O habría que añadir algo más?

 

 

Ejercicio:

 Dos mulas tiran de un carro con fuerzas de 1750N y 1250 N. Dibuja en esquema de las fuerzas y determina la fuerza resultante en los casos siguientes:
a) Las dos fuerzas tienen la misma dirección y sentido contrario.
b) Las dos fuerzas son perpendiculares.

Sol: a) 500N b) 2150,6N