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LMS-Carácter vectorial de las fuerzas - Contenido educativo

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Subido el 18 de agosto de 2023 por Carmen M.

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La dinámica se ocupa de las fuerzas y sus efectos. 00:00:02
Recuerda que una fuerza es toda acción capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo 00:00:06
o de producir en él una deformación. 00:00:13
Si un cuerpo recibe varias fuerzas aplicadas en el mismo punto, lo que denominamos fuerzas concurrentes, 00:00:19
el efecto producido por todas ellas es equivalente al de una sola fuerza aplicada en ese punto, 00:00:26
denominada fuerza resultante 00:00:33
Vamos a ver cómo se suman las fuerzas concurrentes 00:00:36
Vectorialmente la fuerza resultante se calcula sumando componente a componente las fuerzas 00:00:45
El módulo de la fuerza resultante se calcula con la raíz cuadrada de la suma de las componentes al cuadrado 00:00:53
El ángulo de la fuerza resultante con la horizontal se calcula con el arco tangente del cociente de la componente Y dividido entre la componente X. 00:01:06
Veamos un ejemplo. 00:01:27
Aquí tenemos que calcular la fuerza resultante, su módulo y el ángulo que forma con la horizontal. 00:01:30
Las dos fuerzas son F1 y F2. 00:01:37
Para calcular la fuerza resultante se suman componente a componente las dos fuerzas F1 y F2. 00:01:40
3 más 2, 5i, 3 menos j, más 2j. 00:01:48
El módulo de la resultante se calcula con la raíz cuadrada de la suma de las dos componentes al cuadrado. 00:01:53
Y el ángulo que forma con la horizontal se calcula con el arco tangente de la componente Y partido de la componente X. 00:02:01
Vamos a ver cómo se calcula el módulo de la resultante en casos sencillos. 00:02:12
Para fuerzas de igual dirección y sentido, el módulo de la resultante se calcula sumando los módulos de las dos fuerzas. 00:02:17
Si se trata de dos fuerzas de igual dirección y sentido contrario, el módulo de la resultante se calcula restando el módulo de la fuerza mayor menos el módulo de la fuerza menor 00:02:25
Si se trata de dos fuerzas perpendiculares, el módulo de la resultante se calcula aplicando el teorema de Pitágoras 00:02:37
Raíz cuadrada de F1 al cuadrado más F2 al cuadrado 00:02:46
Por último, si las fuerzas forman un ángulo alfa entre sí, el módulo de la resultante se puede calcular con la expresión que está en la diapositiva. 00:02:51
Raíz cuadrada de F1 al cuadrado más F2 al cuadrado más dos veces F1 por F2 por el coseno de alfa. 00:03:02
Aquí tenemos que calcular el módulo de la fuerza resultante en cuatro casos. 00:03:12
En el caso A tenemos dos fuerzas de igual dirección y sentidos contrarios. 00:03:18
El módulo de la resultante se calcula restando el módulo de la fuerza mayor menos el módulo de la fuerza menor. 00:03:23
5 menos 3 igual a 2 newtons. 00:03:30
En el caso B tenemos dos fuerzas perpendiculares entre sí. 00:03:34
El módulo de la resultante se hace calculando la raíz cuadrada de la primera fuerza al cuadrado más la segunda fuerza al cuadrado. 00:03:39
En el caso C tenemos cuatro fuerzas. 00:03:49
Cuando tenemos más de dos fuerzas, para hallar la resultante, podemos hacer lo siguiente. 00:03:52
Calculamos la resultante de dos de ellas, la de las otras dos, y luego calculamos la resultante total entre las dos resultantes calculadas previamente. 00:03:58
Por ejemplo, R1 es la resultante de las dos fuerzas de igual dirección y sentidos contrarios horizontales, 8 menos 5, 3 newtons. 00:04:08
La resultante R2 es la resultante de las dos fuerzas de igual dirección y sentido contrario verticales, 3 menos 3, 0 newtons. 00:04:20
Y la resultante total es la resultante de R1 y R2. Al ser R2 cero, R total coincide con R1, 3 newtons. 00:04:31
En el caso D tenemos tres fuerzas. Procedemos del mismo modo. 00:04:42
En primer lugar calculamos la resultante entre las dos fuerzas de igual dirección y sentidos contrarios de 3 y 5 newtons. 00:04:46
Esa resultante se obtiene restando 5 menos 3, 2 newtons. 00:04:55
Para calcular la resultante total calculamos la resultante entre la R1 y la de 8 newtons. 00:05:02
Al ser perpendiculares entre sí, esa resultante se calcula como la raíz cuadrada de 8 al cuadrado más 2 al cuadrado. 00:05:09
Vamos a ver otro ejemplo. 00:05:22
Tenemos dos fuerzas, una de 70 newtons y otra de 40, que forman un ángulo de 30 grados. 00:05:26
Y tengo que calcular el módulo de la fuerza resultante. 00:05:33
Podemos aplicar la ecuación que vimos en las diapositivas anteriores. 00:05:37
raíz cuadrada de F1 al cuadrado más F2 al cuadrado más dos veces F1 por F2 por el coseno de R. 00:05:41
Descomponer una fuerza consiste en hallar sus componentes vectoriales Fx y Fi 00:05:56
a partir del módulo de la fuerza y del ángulo que forma con la horizontal. 00:06:03
La descomposición de fuerzas resulta muy útil a la hora de calcular la fuerza resultante. 00:06:09
Observa como la componente fx está relacionada con el coseno del ángulo 00:06:16
Es igual a f por el coseno de alfa 00:06:27
Mientras que la componente y está relacionada con el seno del ángulo 00:06:30
Se calcularía como f por el seno de alfa 00:06:34
Es decir, el vector fuerza lo podríamos escribir como f por coseno de alfa y más f por el seno de alfa j 00:06:38
Vamos a descomponer las siguientes fuerzas. Tenemos tres fuerzas, una de 4 N que forma un ángulo de 30 grados con la horizontal, otra de 3 N que forma un ángulo de 150 grados con la horizontal y otra de 2 N que forma un ángulo de 270 grados con la horizontal. 00:06:47
La fuerza F1 la podremos calcular como 4 por el coseno de 30I más 4 por el seno de 30J 00:07:16
La fuerza F2 la podremos calcular como 3 por el coseno de 150I más 3 por el seno de 150J 00:07:26
Observa como la componente I es negativa tal y como se observa en el dibujo 00:07:37
La componente F3 es menos 2J. No es necesario descomponerla puesto que ya está sobre uno de los ejes. Su vector unitario es menos J como corresponde al vector unitario del eje vertical cuando es negativa. 00:07:43
La resultante se calcula sumando la componente-componente las tres fuerzas y sale 0,86I-0,5JN. 00:08:00
Por último, el módulo de la resultante se calcula con la raíz cuadrada de la suma de las dos componentes al cuadrado. 00:08:15
La ley de Hooke se ocupa de los cuerpos elásticos, es decir, de aquellos que son capaces de recuperar su forma inicial. 00:08:27
La ley de Hooke dice que la deformación experimentada por un muelle es directamente proporcional a la fuerza aplicada 00:08:35
Llamaremos K a la constante elástica, un valor característico de cada muelle, e incremento de X al alargamiento producido 00:08:45
En el primer principio de la dinámica podemos observar que si la suma de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es cero 00:08:56
su velocidad no cambia, es decir, tendrá aceleración nula 00:09:11
En este caso el cuerpo o está en reposo o se mueve con movimiento rectilíneo uniforme 00:09:16
Si la suma de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es distinta de cero 00:09:24
la velocidad cambia, es decir, tendrá aceleración 00:09:33
Se cumple que la fuerza resultante es igual a la masa por la aceleración 00:09:37
En este caso el cuerpo se puede mover con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, movimiento circular uniforme, movimiento circular uniformemente acelerado o cualquier otro movimiento que tenga aceleración. 00:09:43
El tercer principio de la dinámica también se denomina ley de acción y reacción y dice lo siguiente 00:09:59
Si un cuerpo A ejerce sobre otro B una fuerza llamada de acción, este a su vez ejerce otra fuerza llamada de reacción con el mismo módulo igual dirección y sentido contrario 00:10:09
Recuerda que las fuerzas de acción y reacción actúan sobre cuerpos distintos 00:10:24
por eso no se pueden anular entre sí 00:10:31
Te invito a que resuelvas los seis primeros ejercicios propuestos en el repaso 00:10:34
Idioma/s:
es
Autor/es:
CARMEN MÉNDEZ MARTÍN
Subido por:
Carmen M.
Licencia:
Reconocimiento
Visualizaciones:
7
Fecha:
18 de agosto de 2023 - 11:56
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES EL BURGO - IGNACIO ECHEVERRÍA
Duración:
10′ 44″
Relación de aspecto:
4:3 Hasta 2009 fue el estándar utilizado en la televisión PAL; muchas pantallas de ordenador y televisores usan este estándar, erróneamente llamado cuadrado, cuando en la realidad es rectangular o wide.
Resolución:
1440x1080 píxeles
Tamaño:
96.31 MBytes

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