i2

Formación para la Investigación
Escuela de Física, Facultad de Ciencias
Universidad Industrial de Santander
Construimos Futuro

I2. DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL VECTOR RESULTANTE DE
LA SUMA DE VARIAS FUERZAS CONCURRENTES

RESUMEN
Las fuerzas surgen a partir de las interacciones entre los cuerpos, es común que un cuerpo
siempre esté sometido a la acción de dos o más fuerzas. Cuando un cuerpo Ainteractúa con otro B,
aplicando una fuerza sobre él, el cuerpo B ejercerá también una fuerza sobre A, de igual módulo y
dirección aunque de sentido contrario. A esto se le conoce como la ley de acción-reacción o tercera
ley de Newton (Wikipedia, 2015, pág. Leyes de Newton). Las situaciones físicas en las cuales los
cuerpos se encuentran en equilibrio se conocen como estática (Wikipedia, Estática(mecánica),
2015). Cuando se plantea un problema de estática, se deben identificar las fuerzas que intervienen
en el sistema. La forma como dos cuerpos ejercen influencia uno sobre el otro se conoce como
interacción. Por lo tanto, cada interacción está asociada a una pareja de fuerzas, que actúan en cada
cuerpo. Dos o más fuerzas son concurrentes cuando la dirección de sus vectores o susprolongaciones se cortan en al menos un punto. Por lo tanto, cualquier sistema de fuerzas
concurrentes puede ser representado por un sistema de fuerzas equivalentes aplicadas a un mismo
punto. En este proyecto de investigación se espera que el estudiante estudie experimentalmente el
equilibrio de un sistema mecánico y analice el efecto de un grupo de fuerzas aplicadas sobre un cierto
punto.

PLANTEAMIENTODEL PROBLEMA
En la vida diaria se puede observar que si se ata a un objeto con cuerdas y si se hace
apropiadamente se logra desplazar al objeto. En otros casos, si las fuerzas que se ejercen sobre el
objeto se compensan y el objeto permanece en equilibrio, entonces, dichas fuerzas son concurrentes.
Las fuerzas concurrentes pueden concurrir a un punto desde diferentes direcciones. Si todas lasfuerzas concurrentes tienen una dirección tal que pertenecen a un mismo plano, entonces, se dice
que dichas fuerzas son coplanares.
1

Formación para la Investigación
Escuela de Física, Facultad de Ciencias
Universidad Industrial de Santander
Construimos Futuro

Cuando se estudian las fuerzas se utilizan cantidades que tienen magnitud, dirección y sentido,
conocidas como vectores (Wikipedia, Vector,2015). En el caso de las fuerzas concurrentes, la suma
de todas las fuerzas se realiza en el punto donde ellas concurren y en caso de compensarse,
entonces, la suma de dichas fuerzas será cero, por el contrario, si las fuerzas no se compensan habrá
una situación de movimiento acelerado y la suma de los vectores que representan a las fuerzas será
diferente de cero (Sears, 2004).
El entendimientode las fuerzas concurrentes en situaciones estacionarias, estática, permite
mejorar la comprensión del concepto de fuerza y la representación de las fuerzas por medio de
vectores. En este proyecto de investigación se busca verificar el equilibrio de fuerzas concurrentes
en una mesa de fuerzas. Adicionalmente, se determinará el vector resultante de la suma de las
fuerzas en un mismo plano, es decir,fuerzas coplanares.

OBJETIVO GENERAL
•

Determinar experimentalmente el vector resultante de la suma de varias fuerzas coplanares
concurrentes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•

Determinar experimentalmente la fuerza resultante de aplicar dos fuezas concurrentes a un
cuerpo.

•

Comprobar que las fuerzas se suman en forma vectorial.

MARCO TEÓRICO
Denominamos fuerza a toda acción capaz de producircambios en el movimiento o en la estructura
de un cuerpo. Las fuerzas tienen un carácter vectorial. (Wikipedia, Fuerza, 2015). En ocasiones,
es útil descomponer una fuerza en dos fuerzas cuyas direcciones forman un ángulo de 90º y apuntan
hacia los ejes del sistema de referencia ortogonal seleccionado y, además, cuyos efectos sumados
sean equivalentes a la fuerza original, ver la Figura 1.
2...