42. COMPOSICIÓN DE FUERZAS PARALELAS DE SENTIDO CONTRARIO Y DIFERENTE MAGNITUD
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 42: Composición de fuerzas paralelas de sentido contrario y diferente magnitud.
Tema: Estática en Sólidos.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).
Sitio Oficial de Julioprofe: http://www.julioprofe.net
 Vamos a explicar la composición de fuerzas paralelas de sentido contrario y diferente magnitud. Es el caso de estas dos fuerzas F1 y F2 que como vemos son fuerzas paralelas, ambas son verticales, son de sentido contrario, F1 apunta hacia abajo mientras que F2 apunta hacia arriba y son de diferente magnitud. Vemos que F1 es de mayor magnitud que F2. Hacer la composición de estas dos fuerzas consiste en determinar cuanto vale la fuerza resultante, cuanto vale su magnitud y donde se encuentra aplicada, cual es su sitio de acción. Cuando encontramos la magnitud de la fuerza resultante hacemos la diferencia entre las magnitudes de las fuerzas, es decir a la magnitud mayor le vamos a restar la magnitud menor. Entonces en este caso sería F1 menos F2. La fuerza mayor menos la fuerza menor nos da la magnitud de la fuerza resultante. Esa fuerza resultante tendrá la misma dirección y el mismo sentido de la fuerza mayor. En este caso será una fuerza que apunta hacia abajo, por ser F1 la fuerza mayor. O sea que FR es una fuerza dirigida hacia abajo y esa fuerza siempre va a estar actuando al lado de la fuerza mayor pero por fuera de la línea que une las dos fuerzas componentes. Es decir esa fuerza no va a actuar sobre el segmento AB sino que tendríamos que prolongarlo un poco y estaría actuando por fuera de ese segmento pero siempre al lado de la fuerza mayor. En este caso podríamos dibujar como por aquí la fuerza resultante. Entonces esta es la fuerza resultante que como decíamos se obtiene restando la fuerza mayor menos la fuerza menor y está apuntando hacia abajo. Entonces aquí tenemos la fuerza resultante y para poder encontrar su punto de aplicación deberíamos entonces determinar esta distancia. Si vamos a colocarle a este punto llamémoslo el punto P el punto donde actúa la fuerza resultante y para ello deberíamos utilizar lo que se conoce como la relación de Stevins que ya habíamos visto en un video teórico anterior. En este caso podríamos decir que FR la fuerza resultante es proporcional al segmento que une las otras dos fuerzas componentes es decir el segmento que une F1 y F2 que sería el segmento AB como por ejemplo la fuerza F1 es al segmento que une las otras dos fuerzas involucradas, es decir el segmento que une FR con F2. Estamos hablando del segmento PB. Mediante esta relación que es la relación de Stevins entonces podríamos determinar el valor por ejemplo de esta distancia. Vamos a hacerlo rápidamente con números. Supongamos que la fuerza 2 tuviera un valor de 30 newtons, la fuerza 1 un valor de 50 newtons, si vemos que F1 es mayor que F2. En ese caso la fuerza resultante sería la diferencia entre 50 y 30, 50 menos 30 nos da 20 newtons, sería la magnitud de la fuerza resultante. Supongamos que la distancia AB, la distancia que separa las fuerzas componentes es 7 metros y vamos a llamar este segmento que desconocemos, lo vamos a llamar X. Entonces, reemplazando aquí en la relación de Stevins tendríamos lo siguiente, vamos a hacerlo por acá. FR 20 newtons sobre AB, la distancia AB es 7 metros. Pasamos a la otra razón, F1 vale 50 newtons y PB, la distancia desde aquí hasta acá sería la suma de X con 7, es decir X más 7. Echamos entonces una ecuación, vamos a resolverla, decimos entonces que 20 por X más 7 es igual a 7 por 50. Hacemos aquí propiedad distributiva, nos quedaría 20X más 140 igual a 7 por 50 que son 350 y vamos a hacer poco a poco el despeje de la X. 20X sería igual a 350 menos 140 de donde 20X es igual a 210 y despejando X sería igual a 210 dividido entre 20. Esto nos da un resultado de 10.5 metros que sería entonces el valor de este tramo de acá para saber entonces el punto exacto de aplicación de la fuerza resultante. Entonces de esta manera se encuentra la magnitud y punto de aplicación de la fuerza resultante de dos fuerzas paralelas de sentido contrario y diferente magnitud.
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