lunes, 5 de marzo de 2018

M19S4 Características de las magnitudes vectoriales en la dinámica del movimiento

Hay situaciones físicas que requieren solución por medio de vectores y siguiendo una serie de pasos que nos permitan minimizar errores.
Al sostener una caja contra la pared se aplica una fuerza horizontal (F). La masa de la caja es (m), en tanto que el coeficiente de fricción estática entre la pared y la caja es μs. Localicemos la relación algebraica para la fuerza aplicada.

Paso 1

Se dibuja el problema descrito en un esquema donde se representan las fuerzas aplicadas al objeto: fuerza fs, la fuerza normal que resulta de la presión de la caja sobre la pared (FN), la fuerza de fricción estática y la fuerza gravitacional (mg).

Paso 2

Se elige un sistema de referencia adecuado al problema y se hace otro dibujo del sistema de referencia elegido, esta vez sin dibujar los objetos que aparecen en el primer dibujo, con las fuerzas aplicadas formando un sistema de vectores concurrentes al origen del sistema de referencia. El esquema se denomina diagrama de cuerpo libre o diagrama de fuerzas.

Paso 3

Se escribe la Segunda Ley de Newton conforme a las fuerzas aplicadas:
Como se desea que la caja no se mueva, se impone la condición a = 0, de manera que la ecuación anterior queda:

Paso 4

Se descompone la ecuación en sus componentes rectangulares, tomando los signos adecuados al diagrama de cuerpo libre dibujado.
en
en

Paso 5

Se resuelve el sistema de ecuaciones escalares que queda para la incógnita del problema. El resultado para este caso es:
Si no hubiera fricción, esto es si μs = 0, la fuerza que habría que aplicar para sostener la caja debería ser de magnitud infinita.
No olvides revisar el contenido extenso para profundizar en el estudio de este tema.

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