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Física avanzada 1 (AP Physics 1)

Curso: Física avanzada 1 (AP Physics 1) > Unidad 3

Lección 5: Fuerzas en ángulo
Ciencia
Física avanzada 1 (AP Physics 1)
Fuerzas y leyes del movimiento de Newton
Fuerzas en ángulo
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Repaso de fuerzas en ángulo

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Repasa las habilidades clave que te ayudarán a entender las fuerzas en ángulo, por ejemplo, la forma de descomponer las fuerzas en sus componentes horizontal y vertical.

Cómo escribir ecuaciones de fuerza utilizando las componentes de una fuerza en ángulo

A veces las fuerzas son en ángulo y no apuntan a lo largo de los ejes de coordenadas. Vamos a analizar el ejemplo concreto que se muestra en la Figura 1.
Figura 1. Fuerza en ángulo que actúa sobre una caja que está en reposo sobre una mesa
Una fuerza en ángulo puede descomponerse en componentes horizontales y verticales (ver Figura 2). Esto nos permite aplicar la segunda ley de Newton a las fuerzas en las direcciones horizontal y vertical por separado.
Figura 2. Las componentes de una fuerza F en ángulo theta sobre una caja con masa m. La componente F, start subscript, x, end subscript es en la dirección horizontal y F, start subscript, y, end subscript es en la dirección vertical
Las componentes de la fuerza aplicada F son:
Fx=Fcos⁡θyFy=Fsin⁡θ\begin{aligned} F_x &= F\cos\theta \\\\ &\text{y} \\\\ F_y &= F\sin\theta \end{aligned}

Analizar las fuerzas en la dirección horizontal

Si nuestra caja de la Figura 1 no experimenta fricción, la única fuerza que actúa horizontalmente es la componente horizontal de F, comma, F, start subscript, x, end subscript. Podemos aplicar la segunda ley de Newton a la dirección horizontal y escribir F, start subscript, x, end subscript en términos de F y theta.
m, a, start subscript, x, end subscript, equals, F, start subscript, x, end subscript, equals, F, cosine, theta

Analizar las fuerzas en la dirección vertical

Si la caja permanece sobre la mesa, la componente vertical de F, comma, F, start subscript, y, end subscript, actúa verticalmente junto con el peso hacia abajo y la fuerza normal actúa hacia arriba para producir una aceleración vertical igual a cero. Podemos aplicar la segunda ley de Newton a la dirección vertical y escribir F, start subscript, y, end subscript en términos de F y theta.
may=Fy0=Fsin⁡θ+FN−Fg\begin{aligned}ma_y&=F_y \\\\ 0 &= F\sin\theta + F_N - F_g\end{aligned}

Aprende más

Para ver un ejemplo resuelto que involucra una fuerza en ángulo, mira nuestro video sobre las fuerzas de tensión sobre una caja.
Para verificar tu comprensión y trabajar hacia el dominio de estos conceptos, revisa el ejercicio sobre fuerzas en un ángulo.

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