Sistemas de fuerzas paralelas: concepto y resolución

Aquí te explico con detalle los sistemas de fuerzas paralelas. Con ejemplos claros explicados paso a paso. No te lo pierdas.

Las fuerzas paralelas al igual que otras fuerzas, también conforman un sistema de fuerzas llamado Sistema de fuerzas paralelas. Por lo tanto, tienen su resultante. Podemos tener fuerzas paralelas de igual sentido o de distinto sentido. A continuación, veremos los métodos para determinar las resultantes de los sistemas de fuerzas paralelas.

Fuerzas paralelas del mismo sentido

En este caso, la resultante tendrá como modulo o intensidad a la suma de los módulos de las fuerzas paralelas. Se suman por tener el mismo sentido. El punto de aplicación estará más próximo a la fuerza de mayor intensidad y ubicado entre ambas.

Para determinar con exactitud este punto, se utilizan dos métodos. El gráfico y el analítico que representa el uso de la relación de Stevin.
Método gráfico:

Observamos que donde termina una fuerza colocamos la otra. Es decir, trasladamos la F2 al extremo de F1 y la F1 al extremo de F2.  A continuación, unimos los extremos de las mismas fuerzas que se encuentran en frente. O sea, el extremo de F1 con la de F1´y el extremo de F2 con el de F2´. Donde se cruzan las líneas se traza la resultante (R). Y el extremo de la R coincidirá con la suma de ambas fuerzas.

Otra manera de hacer esto sin necesidad de graficar es usando la relación de Stevin. Cuya fórmula es:

F1 / d2  =  F2 / d1  =  R / (d1 + d2)

Si conocemos por ejemplo ambas fuerzas (F1 y F2), y la distancia total, (d1 + d2) sin conocer d1 y d2. Podemos determinar a estas distancias ya que al igualar F1 / d2 = R / d, despejaremos d2 sin ningún problema. Sabiendo d2 obviamente sabremos d1 ya que d1 + d2 = d, y podemos trazar la R en el lugar adecuado.

Fuerzas paralelas de distinto sentido

En estos casos las paralelas son de distinto sentido o sentido contrario. Aquí el módulo de la R será la diferencia entre ambas fuerzas. Por ejemplo, si una apunta hacia arriba y vale 80 Kgf y la otra hacia abajo y vale 60 Kgf , la R valdrá 20 Kgf.

Ahora bien, la ubicación de la R no estará entre ambas fuerzas, a diferencia del sistema de fuerzas paralelas de igual sentido.
A continuación, mostraremos el siguiente gráfico:

Aquí vemos como la R está a la derecha de F1 que es la mayor de las fuerzas. La a, es la distancia entre las F1 y F2. La a2 es la distancia entre F2 y R y la a1 la distancia entre F1 y R. Esto también se puede determinar por el método de Stevin. El alumno podrá verificar con el siguiente ejercicio la aplicación de la relación de Stevin.

Aplicando al esquema anterior los siguientes valores:

Las fuerzas en Newton. F2 = 40 N,  F1 = 60 N,  a = 40 cm

Calcular las d1 y d2 correspondientes y el módulo de R.

Resultados:

a1 = 80 cm, a2 = 120cm, R = 20 N.

Profesor: Patricio Andrés Arroyo.

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Sistema de fuerzas paralelas

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