Educación y ciencia

Cómo calcular equilibrante y resultante

Escrito por andrew breslin | Traducido por susana lópez millot
Cómo calcular equilibrante y resultante

Una objeto cayendo experimentará una aceleración en la dirección de la fuerza resultante.

Pixland/Pixland/Getty Images

Los estudiantes se encuentran con la ecuación f=ma en cuanto comienzan a estudiar física. Si un objeto experimenta una fuerza neta, se producirá sobre él la correspondiente aceleración proporcional a la magnitud de la fuerza neta. Cuando muchas fuerzas actúan simultáneamente sobre un objeto, necesitarás sumarlas para conseguir una fuerza resultante. Una fuerza de idéntica magnitud pero en la dirección opuesta es la fuerza equilibrante.

Nivel de dificultad:
Moderada

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Instrucciones

  1. 1

    Identifica todas las fuerzas distintas que actúan sobre un objeto. Estos son cantidades vectoriales, lo que significa que tendrán tanto magnitud como dirección. Algunas fuerzas, como la resistencia del aire, podría ser menos obvia que otras.

  2. 2

    Suma todos los vectores, usando las reglas de la suma de vectores. Si todas las distintas fuerzas son en la misma dirección, o exactamente en la dirección opuesta, entonces estos cálculos son elementales. Si alguien está realizando una fuerza de 10 libras (4,5 kg) sobre un cuerpo mientras que la gravedad realiza una presión de 5 libras (2,5 kg) empujando hacia abajo, la fuerza neta es claramente 5 libras (2,5 kg) hacia arriba. Si aplicas 10 libras (4,5 kg) de fuerza para empujar un coche al norte y alguien realiza una de 5 libras (2,5 kg) en la misma dirección, la fuerza neta será de 15 libras (7 kg) en la dirección norte.

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    Construye un triángulo rectángulo para representar dos fuerzas diferentes actuando en ángulo recto. Si estás realizando una fuerza de 1 libra (0,4 kg) empujando un objeto al norte y alguien realiza una fuerza de 1 libra (0,4 kg) al este sobre el mismo objeto, entonces dos lados del triángulo serán de 1 unidad de largo. La hipotenusa de este triángulo representa el vector suma de las dos fuerzas. El teorema de Pitágoras dice que el cuadrado de la hipotenusa es igual a la suma del cuadrado de los catetos, por lo que cada lado es de 1 unidad de largo y su cuadrado es 1, la hipotenusa es igual a la raíz de 2 o 1.41421356. La trigonometría elemental revelará el ángulo entre la hipotenusa y los lados, lo que indicará la dirección de la fuerza resultante. Para este ejemplo, eso es 45 grados. El objeto experimentará una fuerza resultante en la dirección noreste.

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    Recuerda que puedes representar cualquier fuerza como la suma de dos vectores distintos. Si un objeto experimenta dos fuerzas distintas, pero no forman ángulos rectos entre sí, representa una de las fuerzas como la suma de dos vectores, uno en la misma dirección que la otra fuerza y la otra en ángulo recto a esta. Si una fuerza empuja a un objeto hacia el norte y otra lo hace hacia el noreste, representa la fuerza noreste como un vector norte y uno este. Simplemente suma los dos vectores norte y usa el teorema de Pitágoras para sumar el vector este.

  5. 5

    Toma la suma todos los vectores. Esa es la fuerza resultante. Una fuerza igual en cantidad pero orientada en la dirección opuesta es la equilibrante.

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