Aviones
Imagínese un puente colgante sobre un gran barranco o tramo de agua. ¿Puede enumerar todas las fuerzas que actúan sobre el puente? Hay gravedad que lo empuja hacia abajo, fuerzas normales y fuerzas de tensión que actúan contra la gravedad y posiblemente el viento aplicando una fuerza horizontal. Analicemos estas fuerzas y veamos cómo se relacionan entre sí. Empezaremos con fuerzas verticales.
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Fuerzas verticales
Pensamos en la fuerza vertical como fuerzas que actúan en el plano vertical , que es perpendicular al suelo. En nuestro ejemplo de puente hay al menos dos fuerzas verticales actuando. La gravedad siempre actúa directamente hacia el centro de la tierra. El peso del puente es su masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad ( mg ). Supondremos que el peso total del puente actúa en el centro del puente. El diagrama 1 muestra cómo representamos el peso del puente.
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Si esta fuera la única fuerza en el puente, se aceleraría hacia abajo porque la segunda ley de Newton establece que las fuerzas desequilibradas provocan una aceleración. Los puentes no suelen caer, por lo que debe haber otra fuerza que actúe en dirección opuesta a la gravedad. En este caso, las fuerzas normales de las torres y las fuerzas de tensión de los cables contrarrestan la gravedad. Estas fuerzas son fuerzas coplanares porque actúan en el mismo plano entre sí y la gravedad. El diagrama 2 muestra las fuerzas normales y las fuerzas de tensión.
Impacto de las fuerzas económicas en la población y la cultura
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Todas las fuerzas en la dirección vertical deben anularse para que el puente no se acelere en la dirección vertical. La tensión y las fuerzas normales fluctúan según el peso del puente. Cuando no hay automóviles en el puente, la tensión y las fuerzas normales están en un valor mínimo. Cuando los coches empiezan a avanzar hacia el puente, el puente «gana peso» y las fuerzas normales y de tensión tienen que aumentar para compensar estas fuerzas descendentes adicionales. Veamos ahora las fuerzas que actúan en dirección horizontal.
Fuerza horizontal
Digamos que hay un fuerte viento horizontal que sopla hacia el puente. Esto proporciona una fuerza en el plano horizontal , que es perpendicular al plano vertical. Para evitar que el puente se acelere lateralmente, los cables contrarrestan la fuerza proporcionada por el viento con una tensión horizontal además de la tensión vertical. El diagrama 3 muestra la fuerza horizontal proporcionada por un viento y las fuerzas de tensión vertical y horizontal.
Fuerzas intermoleculares: definición, tipos y punto de ebullición
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La suma vectorial de las tensiones horizontal y vertical genera una fuerza que está en un plano que es una combinación de los planos vertical y horizontal. A continuación, analicemos el planeta inclinado.
Plano inclinado
Los planos inclinados se encuentran entre los planos vertical y horizontal. El diagrama 4 muestra a un hombre empujando una carretilla por una rampa. La rampa es un plano que se encuentra entre los planos vertical y horizontal.
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Fuerzas centrípetas y centrífugas en Geopolítica
Un componente de la gravedad actúa hacia abajo del plano de la rampa, la fuerza aplicada actúa paralelamente al plano de la rampa y la fricción actúa hacia arriba del plano de la rampa. El diagrama 5 muestra estas fuerzas coplanares.
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Resumen de la lección
Las fuerzas actúan en todos los planos. El plano vertical es el plano que es perpendicular al suelo. El peso es la multiplicación de la masa y la aceleración debida a la gravedad. Actúa siempre en el plano vertical. Las fuerzas coplanares son fuerzas que actúan en el mismo plano simultáneamente. Si un objeto no acelera hacia abajo, debe haber una fuerza opuesta a la fuerza gravitacional, pero en el mismo plano. Estas fuerzas pueden ser fuerzas normales o fuerzas de tensión. El plano horizontal es perpendicular al plano vertical y los planos inclinados son planos entre los planos vertical y horizontal.
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