Comprender la fuerza resultante
* ¿Qué es? La fuerza resultante es la fuerza única que tiene el mismo efecto que todas las fuerzas individuales que actúan sobre un objeto. Es como combinar todos los empujes y empujar en una fuerza efectiva.
* ¿Por qué es importante? Conocer la fuerza resultante nos ayuda a predecir el movimiento de un objeto. Si la fuerza resultante es cero, el objeto permanecerá en reposo o continuará moviéndose a una velocidad constante.
Métodos para calcular la fuerza resultante
1. Fuerzas en la misma dirección:
* simplemente agregue: Si todas las fuerzas actúan en la misma dirección, agregue sus magnitudes para encontrar la fuerza resultante.
* Ejemplo: Una fuerza de 10 n a la derecha y una fuerza de 5 n a la derecha dan como resultado una fuerza resultante de 15 n a la derecha.
2. Fuerzas en direcciones opuestas:
* reste: Encuentre la diferencia entre la fuerza más grande y la fuerza más pequeña. La fuerza resultante actúa en la dirección de la fuerza más grande.
* Ejemplo: Una fuerza de 12 n a la izquierda y una fuerza de 8 n a la derecha dan como resultado una fuerza resultante de 4 n a la izquierda.
3. Fuerzas en ángulo recto:
* Teorema de Pitágoras: Use el teorema pitagórico (a² + b² =c²) para encontrar la magnitud de la fuerza resultante.
* Dirección: Use trigonometría (sinuso, coseno, tangente) para determinar la dirección de la fuerza resultante.
* Ejemplo: Una fuerza de 3 n actuando hacia el norte y una fuerza de 4 n actuando al este dará como resultado una fuerza resultante de 5 n (√ (3² + 4²)). El ángulo de la fuerza resultante en relación con la horizontal (este) es de aproximadamente 36.9 ° (Arctan (3/4)).
4. Fuerzas en cualquier ángulo:
* Resolución de fuerzas: Desglose cada fuerza en sus componentes horizontales y verticales.
* Agregar componentes: Agregue los componentes horizontales de todas las fuerzas y los componentes verticales de todas las fuerzas por separado.
* Fuerza resultante: La fuerza resultante es la suma vectorial de los componentes horizontales y verticales combinados. Esto generalmente se realiza utilizando el teorema y la trigonometría de Pitágoras.
Puntos clave
* vectores: Las fuerzas son vectores, lo que significa que tienen magnitud (tamaño) y dirección.
* Diagramas del cuerpo libre: Dibujar un diagrama de cuerpo libre puede ser útil para visualizar las fuerzas que actúan sobre un objeto.
* unidades: La fuerza se mide típicamente en Newtons (N).
Ejemplo
Digamos que tiene una caja tirada por dos cuerdas. Una cuerda tira con una fuerza de 10 n este, y la otra cuerda tira con una fuerza de 5 n norte.
1. Fuerzas de resolución: La fuerza de 10 N East no tiene un componente vertical, y la fuerza de 5 n North no tiene un componente horizontal.
2. Agregar componentes: El componente horizontal de la fuerza resultante es 10 N. El componente vertical de la fuerza resultante es 5 N.
3. Fuerza resultante: La magnitud de la fuerza resultante es √ (10² + 5²) =√125 ≈ 11.18 N. El ángulo de la fuerza resultante en relación con la horizontal (este) es arctan (5/10) ≈ 26.6 °.
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