Física3º1ª Y 2ª Entrega 7 Sistemas de Fuerzas

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Alfredo Bernués

Física

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Retroalimentación: Repaso y correcciones clase anterior

Hola chicos/as, como andan las fuerzas, las de física y las fuerzas para estudiar… Antes de comenzar, repasemos lo que vimos en el trabajo anterior:  que es una fuerza (cuando había interacción entre cuerpos, o partes de un mismo cuerpo)  que es una magnitud vectorial (porque además de una cantidad, necesitamos una dirección y sentido)  que representamos a las fuerzas con vectores (vectores son flechas, y cada parte del vector significa algo para la fuerza)  que las fuerzas se miden en kilogramos fuerza kg y en Newton N (que como toda magnitud tiene instrumentos para medirla como el dinamómetro, y unidades para comparar, en este caso dos: kg y N)  y por último vimos la RELACIÓN entre la intensidad de la fuerza con la longitud del vector (utilizando una escala por ejemplo e=7kg/cm, que significaba que cada 1cm de longitud del vector, la intensidad de la fuerza es de 7 kg)

Es necesario entender

para seguir adelante

Por eso cuando queremos indicar que existe una fuerza, en un esquema, dibujo o explicación, dibujamos una flecha o vector, como así también las flechas se usan para muchas otras cosas como veremos en física o en la vida cotidiana. Y aprovecho para hacer una devolución grupal del trabajo anterior, que en muchos trabajos faltaba, no se si porque no leen detenidamente, lo hacen apurados, o realmente HAY PROBLEMAS con la interpretación de consignas: PRIMERO: …“podemos representar las fuerzas de las dos personas en el gimnasio, y supondremos que el primero realiza una fuerza tres veces más intensa que el segundo. Representa en forma aproximada las fuerzas en los esquemas” Tengo que tener en cuenta:  DONDE SE APLICA LA FUERZA EN CADA CASO (Origen del vector) en A en la barra de las pesas y en B en la barra que toma con ambas manos  DIRECCIÓN DE LA FUERZA (dirección del vector) A hacia arriba y en B hacia adelante  SENTIDO DE LA FUERZA (sentido del vector) por la punta de la flecha en A vertical y en B horizontal  INTENSIDAD DE LA FUERZA (longitud del vector) A es tres veces más larga que B (aquí no hay una escala para dar la longitud exacta, pero si comparar) por ejemplo de 3 cm

A

1 cm

¡Corrijan el trabajo anterior si no los hicieron, o no tuvieron en cuenta algún detalle de la flecha!!!

B

SEGUNDO: Las FUERZAS se miden en kg o en N. Y la longitud de los vectores en cm. (Si alguien les pregunta la edad, ¿ustedes pueden contestarle 15 kg? Entonces revisen sus trabajos porque algunos ponen F1= 15 cm, por ejemplo, y la fuerza es en kg. La longitud del vector fuerza si es en cm por ejemplo 2,5 cm. TERCERO: La escala sirve para relacionar la intensidad de la fuerza (…..kg o N) con la longitud del vector (…cm), por eso se de por ejemplo 5kg/cm ó 5N/cm

Sistemas de Fuerzas Ahora si comenzamos con Sistemas de Fuerzas, y pensar en un sistema es que está formado por varias fuerzas: Cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, forman un sistema. Si esas fuerzas se suman se obtiene una fuerza que reemplaza a las demás y se denomina “fuerza resultante”. Para sumar esas fuerzas podemos utilizar sus representaciones, los vectores, y el mecanismo de la suma depende si tienen igual o distinta dirección. (Recordar que la dirección la da la recta donde está el vector, es decir, la inclinación, vertical, horizontal)

Para hacerlo más entretenido, vamos a trabajar también con “Simulaciones Phet” Les voy dando los link de la simulación que usemos, y también se las doy en WhatsApp para que entren directamente por si estudian con esta guía impresa. En la primera parte usaremos la siguiente: https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_en.html

Alfredo Bernués

Física

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Suma de fuerzas 1-Fuerzas con igual dirección

A De Igual sentido e= 2 kg

F1

cm

F2

2cm

F1= F2= R=

3cm

La intensidad de la resultante se obtiene

…………………………………………

las intensidades de las F1 F2

Conclusión: La resultante tiene la

......................................... dirección

y sentido que las fuerzas del sistema y el módulo se

obtiene ........................................................... las longitudes de los vectores dados.

B De Distinto sentido e= 5 kg

F1

F2

cm

2cm

3cm

F1= F2= La intensidad de la resultante se obtiene ………………………………………… R= las intensidades de las F1 F2 Conclusión: La resultante tiene la ......................................... dirección de las fuerzas. El sentido será el de la fuerza del sistema. El módulo se obtiene …………………………………………..…… las longitudes de los vectores dados. En la simulación pueden ver que aparece el vector fuerza con la dirección, sentido y módulo según la fuerza que eligen, y también la resultante en color verde. Esta simulación la usaremos también en otras unidades cuando incorporemos la masa, por eso es que hay otras actividades que si desean pueden experimentar. Resolver los siguientes sistemas de fuerzas F1 …………………………………………

 kg a) e  3 cm

b) e  7

F1 =

N cm

5 cm

F2 = 2 cm

F1 2,5 cm

R= F2 =

3,5 cm

F2 F1 = F2 = R=

1 cm

F2

F1 = F2 = R =

3 cm

F1

Fuerza Equilibrante de un Sistema Se denomina así porque equilibra al sistema, y es una fuerza opuesta a la resultante, es decir, de igual dirección e intensidad pero de sentido contrario a la resultante. e= 4 kg cm

F1=

F1

F2=

2 cm

R= 3 cm

E= F2

Alfredo Bernués

Física

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Hallar la Resultante (azul) y Equilibrante (roja) en los sistemas de fuerzas

a) e  2

 kg cm

b) e  7

F1 = F2 =

N cm

R= E=

3 cm

F2 =

F2

2,5 cm 2 cm

1,5cm

F1

F1

F1 = F2 = R = E=

Esta simulación, me permite sumar vectores. Usa la primera parte que dice Explore 1D

https://phet.colorado.edu/sims/html/vector-addition/latest/vector-addition_en.html El siguiente tema es a modo ilustrativo, es decir, tenemos que conocerlo y entenderlo, pero como lleva cierta práctica de manejo de regla y escuadra para dibujar, solo vamos a interpretar el concepto y vemos cómo se realiza pero no haremos la ejercitación con los dibujos.

2-Fuerzas con distinta dirección Observa el dibujo donde dos personas tratan de levantar un mástil. Las fuerzas que realiza cada uno tiene distinta dirección, y por lo tanto distinto sentido. Imagina la Resultante de esas dos fuerzas, es decir, la fuerza que reemplaza a esas dos: ¿Estará al medio de las dos fuerzas? ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ¿Con qué longitud haría el vector para que sea la suma de las dos fuerzas? .................................................................................................. Si tomamos el esquema de abajo, dos fuerzas sobre un mismo cuerpo (origen común), ¿cómo sería el vector resultante? ……………………………………………………. MUCHAS PREGUNTAS NO ? …… Para responderlas, observa el siguiente video, que muestra como se suman vectores o fuerzas con distintas direcciones:

https://www.youtube.com/watch?v=5sLgrylKXnc F1

F2

Te queda formado el paralelogramo. La resultante es la diagonal de dicho paralelogramo, con el mismo origen F1

R F2

Para hallar la intensidad de la resultante podemos medir la longitud de la resultante y utilizando la escala, obtener la intensidad de la fuerza resultante R La misma simulación, me permite sumar vectores con distinta dirección. Usa la primera parte que dice Explore 2D https://phet.colorado.edu/sims/html/vector-addition/latest/vector-addition_en.html Y esta vez, ¿Cómo te resultó la tarea???

