Objetos con dos o más fuerzas: encontrar el resultado de la fuerza total

¿Qué es una fuerza?

Una fuerza es solo un empujón o un tirón, medido en newtons. O en general, es cualquier acción que pueda cambiar el movimiento de un objeto. Si un objeto no tiene fuerzas sobre él y luego aplica una fuerza, por ejemplo, empujándolo, el objeto se acelerará. Una aceleración es un cambio en la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo. Entonces, si las fuerzas sobre un objeto están desequilibradas, la velocidad del objeto cambiará.

Esto podría significar, por ejemplo, empujar un carrito de la compra en movimiento para que deje de moverse, o podría significar lanzar una pelota para hacer que su velocidad aumente de cero a algún valor.

Pero, ¿qué sucede cuando los objetos tienen más de una fuerza sobre ellos?

Si empuja un objeto hacia la derecha con una fuerza de 6 newtons y otra persona empuja hacia la izquierda con una fuerza de 6 newtons, el objeto no se acelerará. Las dos fuerzas se anulan mutuamente.

Así, puedes ver que lo que importa es la fuerza total. Entonces, ¿cómo se calcula la fuerza total sobre un objeto?

Calculando la fuerza total

En física, hablamos de algo llamado independencia de movimiento . Esto significa que el movimiento vertical y el movimiento horizontal están separados. En la mayoría de situaciones normales, las direcciones xey no se impactan entre sí.

Entonces, cuando se trata de calcular la fuerza total, tenemos que mirar las direcciones vertical y horizontal por separado. Podemos calcular la fuerza total restando una fuerza de la otra. Por ejemplo, si se empuja un bloque con una fuerza de 7 newtons a la izquierda y 4 newtons a la derecha, la fuerza total sobre el bloque es de 3 newtons a la izquierda. 7 – 4 = 3. U otra forma de decirlo es que los 4 newtons a la derecha están cancelados, balanceados por 4 de los newtons a la izquierda. Todo lo que queda son los 3 newton adicionales a la izquierda. Entonces la fuerza total será de 3 newtons restantes.

Ejemplo de cálculo

Veamos un ejemplo de cómo calcular la fuerza total sobre un objeto.

Aquí hay un diagrama de las fuerzas sobre un patinador sobre hielo desde arriba:

Diagrama para el ejemplo de un patinador sobre hielo

Tienen una fuerza de 5 newtons a la derecha, una fuerza de 2 newtons a la izquierda, una fuerza de 8 newtons hacia arriba y una fuerza de 8 newtons hacia abajo. ¿Cuál es la fuerza total sobre el patinador sobre hielo?

Primero veamos la fuerza de dirección hacia arriba y hacia abajo. 8 newtons arriba y 8 newtons abajo cancelan. 8 menos 8 es cero. Entonces, hay una fuerza total de cero en la dirección hacia arriba y hacia abajo; esa parte es fácil. A continuación, veamos la dirección izquierda y derecha. 5 newtons a la derecha y 2 newtons a la izquierda. 5 – 2 = 3. Entonces la fuerza total es 3 newtons a la derecha . La fuerza total debe estar a la derecha, porque hay más fuerza en esa dirección que a la izquierda. O en otras palabras, dos de los newton a la derecha cancelan los dos newton a la izquierda, y hay 3 newton a la derecha que quedan. Entonces esa es la respuesta final: 3 newtons a la derecha .

Un ejemplo más: aquí hay un diagrama de una silla de oficina con ruedas, empujada por usted y algunos de sus amigos:

Diagrama para ejemplo de silla

Empujas la silla de oficina hacia arriba (como la miramos desde arriba) con una fuerza de 3 newtons. Alguien lo empuja hacia abajo con una fuerza de 9 newtons. Alguien lo empuja hacia la izquierda con una fuerza de 2 newtons y alguien lo empuja hacia la derecha con una fuerza de 1 newton.

¿Cuál es la fuerza total sobre la silla? En la dirección hacia arriba y hacia abajo, tenemos 9 menos 3, que es igual a 6. Hay más fuerza hacia abajo, por lo que la fuerza total en la dirección hacia arriba y hacia abajo es de 6 newtons hacia abajo . En la dirección izquierda y derecha tenemos 2 menos 1, que es igual a 1. Hay más fuerza hacia la izquierda que hacia la derecha, por lo que la fuerza total en la dirección izquierda y derecha es 1 newton hacia la izquierda . Entonces, la fuerza total total es de 6 newtons hacia abajo y 1 newton a la izquierda . Y esa es nuestra respuesta.

Resumen de la lección

Una fuerza es solo un empujón o un tirón, medido en newtons. O en general, es cualquier acción que tenga la capacidad de cambiar el movimiento de un objeto. Si un objeto no tiene fuerzas sobre él y luego aplica una fuerza, por ejemplo, empujándolo, el objeto se acelerará. Una aceleración es un cambio en la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo. Entonces, si las fuerzas sobre un objeto están desequilibradas, la velocidad del objeto cambiará.

Esto puede significar empujar un carrito de compras en movimiento para que deje de moverse, o puede significar lanzar una pelota para hacer que su velocidad aumente de cero a algún valor. Además, si empuja un objeto hacia la derecha con una fuerza de 6 newtons, y alguien más empuja hacia la izquierda con una fuerza de 6 newtons, el objeto no se acelerará. Las dos fuerzas se anulan mutuamente.

En física, sabemos que las direcciones xey no se impactan entre sí. Entonces, cuando se trata de calcular la fuerza total, tenemos que mirar las direcciones vertical y horizontal por separado. Podemos calcular la fuerza total restando una fuerza de la otra. Por ejemplo, si se empuja un bloque con una fuerza de 7 newtons a la izquierda y 4 newtons a la derecha, la fuerza total sobre el bloque es de 3 newtons a la izquierda.

Los resultados del aprendizaje

Después de esta lección, debería tener la capacidad de:

• Definir fuerza y ​​aceleración
• Describe el concepto de independencia de movimiento.
• Explica cómo encontrar la fuerza total sobre un objeto.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador