Fuerzas no concurrentes con direcciones paralelas y mismo sentido
La representación más sencilla sería la siguiente:
Sobre una barra de acero de la que conocemos su longitud, aplicamos por sus extremos dos fuerzas paralelas y mismo sentido, F1 y F2.
El problema, en estos casos, siempre sencillo, es calcular el punto de la barra donde debemos aplicar la fuerza resultante.
El punto de aplicación de la barra ha de cumplir con:
El producto del valor de cada fuerza por la distancia entre su punto de aplicación y el punto de aplicación de la resultante son iguales.
Este punto de aplicación está siempre más cerca de la fuerza de mayor intensidad.
Puedes resolver de dos modos:
- Haciendo uso de una ecuación de primer grado:
Supongamos que el punto de aplicación de la resultante se halla en el punto rojo:
Como las fuerzas aplicadas en los extremos de la barra tienen el mismo sentido el valor de la resultante será la suma de ambas: F1 más F2.
Las distancias del punto de aplicación de cada fuerza hasta el punto de aplicación de la resultante son: d1 y d2.
Los productos de los valores de las fuerzas por sus distancias al punto de aplicación de la resultante han de ser iguales:
2.59 De los extremos de una barra de acero de 2m de longitud se ejercen dos fuerzas paralelas del mismo sentido de 7N y 12N.
Calcula el valor de la resultante y a qué distancia del punto donde hemos hecho la fuerza de 7N se halla el punto de aplicación de la resultante.
Respuestas: Resultante 19N; 1,24 m
Solución
El punto de aplicación de la resultante lo colocamos a x metros del punto de aplicación de la fuerza de 12N:
Esto significa que la distancia del punto de aplicación de la fuerza de 7N hasta el unto de aplicación es de 2 – x metros.
Aplicando lo que tenemos más arriba y haciendo operaciones:
vemos que la distancia entre los puntos de aplicación de la fuerza de 7N y la resultante se hallan a:
Como las dos fuerzas aplicadas tienen el mismo sentido, su resultante valdrá la suma de ambas: 7 + 12 = 19N
Comprobación
Los productos del valor de cada fuerza por su distancia al punto de aplicación de la resultante han de ser iguales:
El pequeño error se debe al redondeo de las cifras decimales.
- Podemos resolver gráficamente el lugar del punto de aplicación de la resultante siguiendo los pasos siguientes:
I) Añadimos a la fuerza F1 la F2 y a ésta la F1.
II) Unimos la prolongación de F1 con el valor primitivo de F2 y la prolongación de F2 con el valor primitivo de F1.
III) Las rectas anteriores se cortan en un punto. La perpendicular a la barra que pasa por el punto de corte anterior nos indica el punto de aplicación de la fuerza resultante.
2.60 ¿Es posible lo que representa la figura siguiente?
Respuesta: No
Solución
Vemos un madero cuyo centro descansa sobre un punto de apoyo colocado en la mitad del mismo.
En cada extremo colocamos dos pesos uno de 8K y otro de 4K distando, ambos, del punto de apoyo 2m.
Vemos que no se cumple:
2.61 Busca la solución para que el contenido del problema anterior se cumpla.
Respuesta:
Colocar el peso de 8 Kg a 1 m del punto de aplicación de la resultante.
Solución
Colocamos el peso de 8K a un metro del punto de apoyo y al peso de 4K lo dejamos en el mismo lugar:
Ahora sí se cumple: