Volver a la portadaFísica y Química · 4º ESO A · Cambiar asignaturaEmpezar gratis
ESO 4ºA · Física y Química
La interacción · Dinámica

Carácter vectorial de las fuerzas

Dos personas empujan el mismo armario: una hacia la derecha, otra hacia arriba. El armario no se mueve ni a la derecha ni hacia arriba del todo: se mueve en diagonal. Para saber exactamente hacia dónde y con qué fuerza, no basta con sumar números: hay que sumar vectores.

Una fuerza es un vector

caja módulo: 30 N dirección: la de la flecha sentido: hacia arriba-derecha
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Un enunciado dice: «Ana empuja el carro con una fuerza de $50\ \text{N}$ hacia el este». Indica el módulo, la dirección y el sentido de esta fuerza, y explica por qué…

Un enunciado dice: «Ana empuja el carro con una fuerza de $50\ \text{N}$ hacia el este». Indica el módulo, la dirección y el sentido de esta fuerza, y explica por qué decimos que la fuerza es una magnitud vectorial y no basta dar solo su valor.

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Practica★☆☆Sin empezar
Dos operarios empujan un contenedor en la misma dirección y sentido, uno con una fuerza de $300\ \text{N}$ y otro con una de $250\ \text{N}$. Calcula la fuerza…

Dos operarios empujan un contenedor en la misma dirección y sentido, uno con una fuerza de $300\ \text{N}$ y otro con una de $250\ \text{N}$. Calcula la fuerza resultante sobre el contenedor y representa la situación con un esquema en tu cuaderno.

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Suma de fuerzas con la misma dirección

Cuando dos fuerzas actúan sobre la misma recta, sumarlas es sencillo: si tienen el mismo sentido se suman sus módulos, y si tienen sentidos contrarios se restan.

F₁ = 25 N F₂ = 15 N R = 40 N (mismo sentido: se suman) F₁ = 25 N F₂ = 15 N R = 10 N (sentidos opuestos: se restan)
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En un juego de «tirar de la cuerda», el equipo A tira hacia la izquierda con una fuerza de $450\ \text{N}$ y el equipo B tira hacia la derecha con $400\ \text{N}$, como…

En un juego de «tirar de la cuerda», el equipo A tira hacia la izquierda con una fuerza de $450\ \text{N}$ y el equipo B tira hacia la derecha con $400\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

450 N equipo A 400 N equipo B F neta = ?

Calcula el módulo de la fuerza resultante e indica hacia qué equipo se moverá la cuerda.

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Dos fuerzas perpendiculares de $3\ \text{N}$ y $4\ \text{N}$ actúan sobre el mismo punto de un juguete. Dibuja la situación en tu cuaderno y calcula el módulo de la…

Dos fuerzas perpendiculares de $3\ \text{N}$ y $4\ \text{N}$ actúan sobre el mismo punto de un juguete. Dibuja la situación en tu cuaderno y calcula el módulo de la fuerza resultante usando el teorema de Pitágoras.

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Suma gráfica cuando no van en la misma dirección: el paralelogramo

Si las dos fuerzas no actúan sobre la misma recta, no se pueden sumar ni restar directamente. Se dibuja un paralelogramo con las dos fuerzas como lados: la diagonal que sale del origen común es la resultante.

Practica★★☆Sin empezar
Un telesilla arrastra a un esquiador con una fuerza de $200\ \text{N}$ que forma $30^\circ$ con la horizontal, como se muestra en la figura. Calcula las componentes…

Un telesilla arrastra a un esquiador con una fuerza de $200\ \text{N}$ que forma $30^\circ$ con la horizontal, como se muestra en la figura.

pista F = 200 N horizontal = ? vertical = ? 30°

Calcula las componentes horizontal y vertical de la fuerza (usa $\sen 30^\circ = 0,5$ y $\cos 30^\circ \approx 0,87$) e indica cuál de las dos hace avanzar al esquiador por la pista.

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Practica★★☆Sin empezar
La cuerda de un arco impulsa la flecha con una fuerza de $20\ \text{N}$ que forma $60^\circ$ con la horizontal. Calcula las componentes horizontal y vertical de esa…

La cuerda de un arco impulsa la flecha con una fuerza de $20\ \text{N}$ que forma $60^\circ$ con la horizontal. Calcula las componentes horizontal y vertical de esa fuerza (usa $\sen 60^\circ \approx 0,87$ y $\cos 60^\circ = 0,5$).

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Suma numérica por componentes

El dibujo ayuda a entender, pero para calcular con precisión se descompone cada fuerza en su componente horizontal ($F_x$) y vertical ($F_y$), se suman las componentes por separado y se recompone la resultante.

F Fₓ = F·cos α F_y = F·sen α α
Practica★★☆Sin empezar
Las componentes de la fuerza que el motor de un dron ejerce sobre el aire son $F_x = 12\ \text{N}$ y $F_y = 5\ \text{N}$, como se muestra en la figura. a) Calcula el…

Las componentes de la fuerza que el motor de un dron ejerce sobre el aire son $F_x = 12\ \text{N}$ y $F_y = 5\ \text{N}$, como se muestra en la figura.

dron horizontal = 12 N vertical = 5 N F = ? θ = ?
  1. a) Calcula el módulo de la fuerza resultante.
  2. b) Calcula el ángulo que forma con la horizontal usando $\arcsen$.
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Practica★★★Sin empezar
Sobre un mueble actúan tres fuerzas concurrentes: $10\ \text{N}$ hacia el este, $6\ \text{N}$ hacia el oeste y $3\ \text{N}$ hacia el norte, como se muestra en la…

Sobre un mueble actúan tres fuerzas concurrentes: $10\ \text{N}$ hacia el este, $6\ \text{N}$ hacia el oeste y $3\ \text{N}$ hacia el norte, como se muestra en la figura.

N E mueble 10 N 6 N 3 N F resultante = ?
  1. a) Calcula primero la resultante de las dos fuerzas horizontales.
  2. b) Combínala con la fuerza vertical y halla el módulo de la resultante total.
  3. c) Calcula el ángulo que forma la resultante con la horizontal usando $\arcsen$.
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Practica★★★Sin empezar
Un barco es empujado por su motor con $20\ \text{N}$ hacia el este y por el viento con $10\ \text{N}$ formando $60^\circ$ con el este, como se muestra en la figura.…

Un barco es empujado por su motor con $20\ \text{N}$ hacia el este y por el viento con $10\ \text{N}$ formando $60^\circ$ con el este, como se muestra en la figura.

barco motor = 20 N viento = 10 N 60° resultante = ?

Usando $\sen 60^\circ \approx 0,87$ y $\cos 60^\circ = 0,5$:

  1. a) Descompón la fuerza del viento en las direcciones este y norte.
  2. b) Suma las componentes de ambas fuerzas en cada eje.
  3. c) Calcula el módulo de la fuerza resultante sobre el barco (da el resultado con un decimal).
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Resumen

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