La verdad esque no entendi mucho del video por que viene en ingles

ya esta en español,solo hay que poner mas detenimiento con los pasos y ver que te esta pidiendo

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Curso: Lecciones de física > Unidad 3

Lección 6: Tensión

¿Qué es la tensión?

¡Las cuerdas jalan cosas! Aprende a manejar ese tipo de fuerza.

¿Qué significa la tensión?

Todos los objetos físicos que están en contacto pueden ejercer fuerzas entre ellos. A estas fuerzas de contacto les damos diferentes nombres, basados en los diferentes tipos de objetos en contacto. Si la fuerza es ejercida por una cuerda, un hilo, una cadena o un cable, la llamamos tensión.

Si jalas un objeto con una cuerda, la cuerda se estirará ligeramente (a menudo de forma imperceptible). Este estiramiento en la cuerda causará que ésta se tense (es decir, que se encuentre bajo tensión) lo que le permitirá transferir una fuerza de uno de sus lados al otro, de una forma más o menos similar a la manera en que un resorte estirado jala los objetos conectados a él. El estiramiento de la cuerda es frecuentemente muy pequeño para ser perceptible, así que típicamente ignoramos los pequeños estiramientos que ocurren en cuerdas, cables y alambres. Sin embargo, si las fuerzas involucradas son muy grandes, el estiramiento puede ser tan grande que cause que la cuerda se rompa. Es recomendable revisar cuál es el límite de tensión que puede resistir cualquier cable o cuerda que estés planeando usar.

Las cuerdas y los cables son útiles para ejercer fuerzas, ya que pueden transferir una fuerza de manera eficiente sobre una distancia significativa (por ejemplo, la longitud de la cuerda). Un trineo puede ser jalado por un equipo de huskies siberianos por medio de cuerdas atadas a estos, que les permiten correr con un mayor rango de movimiento comparado con el que tendrían si tuvieran que empujar el trineo por su parte trasera usando la fuerza normal (sí, este sería el equipo de trineo de perros más patético de la historia).

Es importante observar que la tensión es una fuerza de tracción, pues las cuerdas no pueden empujar de forma efectiva. Tratar de empujar con una cuerda provocaría que se afloje y pierda la tensión que le permitiría jalar en primer lugar. Esto puede sonar obvio, pero cuando llega el tiempo de dibujar las fuerzas que actúan sobre un objeto, la gente a menudo dibuja las fuerzas de tensión en la dirección equivocada, así que recuerda que la tensión solo puede jalar a un objeto.

¿Cómo calculamos la fuerza de tensión?

Desafortunadamente, no existe una fórmula específica para encontrar la fuerza de tensión. La estrategia empleada para encontrar la fuerza de tensión es la misma que usamos para determinar la fuerza normal. Es decir, usamos la segunda ley de Newton para relacionar el movimiento del objeto con las fuerzas involucradas. Para ser específicos, podemos:

Dibujar las fuerzas ejercidas sobre el objeto en cuestión.
Escribir la segunda ley de Newton $(a = \frac{Σ F}{m})$ ‍ para la dirección en la cual está dirigida la tensión.
Resolver para la tensión al usar la ecuación de la segunda ley de Newton, $a = \frac{Σ F}{m}$ ‍.

Usaremos esta estrategia de resolución de problemas en los siguientes ejemplos resueltos.

¿Cómo se ven algunos ejemplos resueltos que involucran a la tensión?

Ejemplo 1: una cuerda en ángulo jalando una caja

Una caja de extracto de pepino de

2.0 kg

está siendo jalada a través de una mesa sin fricción por una cuerda en un ángulo de

θ = 60^{o}

como se muestra a continuación. La tensión de la cuerda causa que la caja se deslice a través de la mesa hacia la derecha con una aceleración de

3.0 \frac{m}{s^{2}}

¿Cuál es la tensión en la cuerda?

Primero dibujamos un diagrama de fuerzas con todas las fuerzas que actúan sobre la caja.

Ahora usamos la segunda ley de Newton. La tensión está dirigida tanto en dirección vertical como horizontal, así que no está muy claro qué dirección debemos escoger. Sin embargo, ya que conocemos la aceleración horizontal, y dado que sabemos que la tensión es la única fuerza dirigida horizontalmente, usamos la segunda ley de Newton en la dirección horizontal.

a_{x} = \frac{Σ F_{x}}{m} (usa la segunda ley de Newton para la dirección horizontal)

3.0 \frac{m}{s^{2}} = \frac{T cos 60^{o}}{2.0 kg} (sustituye la aceleración horizontal, la masa y las fuerzas horizontales)

Tenemos que separar la tensión diagonal en sus componentes horizontal y vertical, como se muestra a continuación.

La componente horizontal de la tensión,

T_{x}

, puede ser determinada usando trigonometría y la definición del

coseno

cos 60^{o} = \frac{cateto adyacente}{hipotenusa} = \frac{T_{x}}{T}

T_{x} = T {cos60}^{o}

La cantidad

T

aquí es la magnitud total de la fuerza de tensión, y la cantidad

T_{x}

es solo la componente horizontal de la fuerza (es decir, la cantidad por la cual jala horizontalmente la tensión).

Observa que no sustituimos la fuerza de gravedad o la fuerza normal en esta ecuación pues esas fuerzas están dirigidas verticalmente, y estamos usando la ley de Newton para la dirección horizontal.

T cos 60^{o} = (3.0 \frac{m}{s^{2}}) (2.0 kg) (aísla la T en un lado)

T = \frac{(3.0 \frac{m}{s^{2}}) (2.0 kg)}{cos 60^{o}} (resuelve algebraicamente para T)

T = 12 N (calcula y celebra)

Ejemplo 2: una caja que cuelga de dos cuerdas

Un contenedor de galletas de animalitos de

0.25 kg

cuelga en reposo de dos cuerdas aseguradas al techo y a la pared, respectivamente. La cuerda diagonal bajo la tensión

T_{2}

está dirigida a un ángulo de

θ = 30^{o}

de la horizontal, como se observa a continuación.

¿Cuáles son las tensiones $(T_{1}$ ‍ y $T_{2})$ ‍ en las dos cuerdas?

Primero dibujamos un diagrama de fuerzas con todas las fuerzas actuando sobre el contenedor de galletas de animalitos.

Ahora tenemos que usar la segunda ley de Newton. Hay tensiones dirigidas tanto vertical como horizontalmente, así que de nuevo no es muy claro qué dirección escoger. Sin embargo, ya que conocemos la fuerza de gravedad, que es una fuerza vertical, empezaremos con la segunda ley de Newton en la dirección vertical.

a_{y} = \frac{Σ F_{y}}{m} (usa la segunda ley de Newton para la dirección vertical)

0 = \frac{T_{2} sin 30^{o} - F_{g}}{0.25 kg} (sustituye la aceleración vertical, la masa y las fuerzas verticales)

Como estamos usando la segunda ley de Newton para la dirección vertical, solo incluimos fuerzas verticales.

La fuerza de gravedad (de magnitud

F_{g}

) está dirigida verticalmente hacia abajo, así que la incluimos con un signo negativo.

Además, como la tensión

T_{2}

está dirigida diagonalmente, debemos separarla en sus componentes horizontal y vertical, como se muestra a continuación.

Podemos encontrar la componente vertical de la tensión

T_{2}

usando la definición del seno.

sin θ = \frac{cateto opuesto}{hipotenusa} = \frac{T_{2 y}}{T_{2}}

T_{2 y} = T_{2} sin θ = T_{2} sin 30^{o}

Esta es la componente que incluimos en la segunda ley de Newton para la dirección vertical. También, observa que esta componente vertical de la tensión

T_{2}

debe ser igual a la fuerza de gravedad, de tal manera que las fuerzas verticales se cancelen, garantizando que no haya aceleración vertical.

T_{2} = \frac{F_{g}}{sin 30^{o}} (resuelve para T_{2})

T_{2} = \frac{m g}{sin 30^{o}} (usa el hecho de que F_{g} = m g)

T_{2} = \frac{(0.25 kg) (9.8 \frac{m}{s^{2}})}{sin 30^{o}} = 4.9 N (calcula y celebra)

Ya que conocemos

T_{2}

podemos resolver para la tensión

T_{1}

al usar la segunda ley de Newton para la dirección horizontal.

a_{x} = \frac{Σ F_{x}}{m} (usa la segunda ley de Newton para la dirección horizontal)

0 = \frac{T_{2} cos 30^{o} - T_{1}}{0.25 kg} (sustituye la aceleración horizontal, la masa y las fuerzas horizontales)

Tenemos que usar la componente horizontal de la tensión

T_{2}

pues estamos usando la segunda ley de Newton en la dirección horizontal.

Podemos hacer esto usando la definición del coseno.

cos θ = \frac{cateto adyacente}{hipotenusa} = \frac{T_{2 x}}{T_{2}}

T_{2 x} = T_{2} cos θ = T_{2} cos 30^{o}

Observa que la componente horizontal de la tensión

T_{2 x}

debe ser igual a la tensión

T_{1}

, de tal modo que las fuerzas horizontales se cancelen, garantizando que no haya aceleración horizontal.

T_{1} = T_{2} cos 30^{o} (resuelve para T_{1})

T_{1} = (4.9 N) cos 30^{o} (sustituye el valor que encontramos para T_{2} = 4.9 N)

T_{1} = 4.2 N (calcula y celebra)

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Cristina Proaño
Publicado hace hace 5 años. Enlace directo a la publicación “me puedes explicar cuando...” de Cristina Proaño
me puedes explicar cuando uso coseno o seno? no me quedo claro
Botón que navega a la página de registroComentar en la publicación “me puedes explicar cuando...” de Cristina Proaño
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Respuesta
yadirabuelvas
Publicado hace hace 4 años. Enlace directo a la publicación “Que ocurre en el evento q...” de yadirabuelvas
Que ocurre en el evento que una cuerda se rompa al subir una masa, la masa caería aceleradamente o des aceleradamente?
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- ortizrinconciroalfredo
  Publicado hace hace un año. Enlace directo a la publicación “Si una cuerda se rompe mi...” de ortizrinconciroalfredo
  Si una cuerda se rompe mientras se está levantando una masa, la masa caería aceleradamente debido a la gravedad. La aceleración dependería de la masa de la objeto y la fuerza gravitacional que actúa sobre ella. Es posible que la forma en que caiga también se vea afectada por factores como la resistencia del aire y la fricción con la superficie sobre la que cae. En resumen, la masa caería de forma acelerada hacia abajo si la cuerda se rompiera durante su ascenso.
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MAYTA
Publicado hace hace 2 años. Enlace directo a la publicación “me puedes explicar cuando...” de MAYTA
me puedes explicar cuando uso coseno o seno? no me quedo claro
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hugo camilo
Publicado hace hace 4 años. Enlace directo a la publicación “porque es importante util...” de hugo camilo
porque es importante utilizar seno y coseno a diario
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Luca Travé
Publicado hace hace 8 meses. Enlace directo a la publicación “Como sabemos cuándo usar ...” de Luca Travé
Como sabemos cuándo usar el seno o el coseno en el ángulo?
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Respuesta
Estefania Jimenez
Publicado hace hace 6 meses. Enlace directo a la publicación “Que paso con la masa en e...” de Estefania Jimenez
Que paso con la masa en el último ejercicio donde saco T1
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Respuesta
karelypadilla03ags
Publicado hace hace 8 años. Enlace directo a la publicación “La verdad esque no entend...” de karelypadilla03ags
La verdad esque no entendi mucho del video por que viene en ingles
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Respuesta
- catpet2404
  Publicado hace hace 7 años. Enlace directo a la publicación “ya esta en español,solo h...” de catpet2404
  ya esta en español,solo hay que poner mas detenimiento con los pasos y ver que te esta pidiendo
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