SUPERPOSICIÓN DE FUERZAS

La superposición de fuerzas es el fenómeno en el cual, un conjunto de fuerzas aplicadas a un cuerpo tiene el mismo efecto que una sola fuerza aplicada al mismo cuerpo.

LA SUPERPOSICIÓN DE FUERZAS EN TÉRMINOS MATEMÁTICOS

Es términos matemáticos, la suma vectorial de las fuerzas aplicadas a un cuerpo es igual a una fuerza neta vectorial (Resultante).

¡Ojo!

Recuerda que estas fuerzas son vectores. No se pueden sumar o restar simplemente, dependen del sentido y la dirección que tengan.

SUMA Y RESTA DE FUERZAS VECTORIALES

Para poder sumar y restar las fuerzas vectoriales de un sistema, se tienen que calcular los componentes horizontal y vertical de las fuerzas y después sumar y restar estos componentes respectivamente

MAGNITUD DE LA FUERZA RESULTANTE

Para obtener la magnitud de la fuerza resultante después de tener los componentes resultantes del eje “x” y del eje “y”.

PROCEDIMIENTO PARA SUMAR O RESTAR UNA SUPERPOSICIÓN DE FUERZAS

Como ya sabemos trabajar con vectores, si te dan un sistema de fuerzas y debemos calcular la fuerza resultante:

• 1.- Primero calculamos las componentes horizontales de las fuerzas

• 2.- Después calculamos las componentes verticales de las fuerzas

• 3.- Sumamos algebraicamente por un lado las componentes horizontales y por el otro lado las componentes verticales.

• 4.- A estas dos magnitudes que tenemos le aplicamos la fórmula de la resultante para obtener “la fuerza resultante”.

Como vimos en el ejemplo anterior, un caso de superposición de fuerzas, es obtener la resultante de un conjunto de fuerzas con diferentes magnitudes, sentidos y direcciones.

El otro caso que debemos estudiar de superposición de fuerzas, es cuando ya tenemos la fuerza resultante y queremos estudiar sus propios componentes como el ángulo de inclinación de la fuerza resultante o sus componentes vertical y horizontal de la resultante.

ANGULO DE LA FUERZA RESULTANTE

COMPONENTES DE LA FUERZA RESULTANTE

Para obtener las componentes de “R” utilizamos las fórmulas siguientes.

Ejemplos:

1.- Calcula los componentes de la fuerza:  F = (120 N, 30⁰).

Primero determinamos las fórmulas a utilizar:

Segundo obtenemos los valores de los senos y cosenos:

Sustituimos nuestros valores

Realizamos las operaciones y obtenemos:

Preguntas:

1. ¿Cuál es una propiedad esencial de las fuerzas para que puedan ser sumadas o restadas?

   a) Tamaño constante

   b) Dirección variable

   c) Sentido único

   d) Magnitud vectorial

2. ¿Qué proceso se sigue para sumar o restar un conjunto de fuerzas?

   a) Restar las magnitudes directamente

   b) Calcular solo las componentes horizontales

   c) Obtener las componentes horizontales y verticales por separado

   d) Multiplicar las magnitudes entre sí

3. ¿Cuál es la fórmula para obtener la magnitud de la fuerza resultante?

   a) F_R = F_x + F_y

   b) F_R = √(F_x^2 + F_y^2)

   c) F_R = F_x – F_y

   d) F_R = ∑F

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