Vectores

FUNDAMENTO

La Mecánica es la rama de la Física que estudia las relaciones entre fuerza, masa y movimiento. Se denomina Dinámica a la parte de la Mecánica que estudia conjuntamente el movimiento y las causas que lo originan.
La Estática trata de los casos en los cuales los cuerpos y los sistemas permanecen en reposo debido al equilibrio de las fuerzas. Por lo general el concepto de fuerzalo asociamos con el esfuerzo muscular, así cuando empujamos un cuerpo decimos que ejercemos una fuerza sobre él. Sin embargo, las fuerzas también son ejercidas por objetos inanimados, así, un resorte tenso ejerce fuerzas sobre los cuerpos atados a sus extremos, una locomotora ejerce una fuerza sobre el tren que está arrastrando. La fuerza que más comúnmente conocemos es la que la Tierra ejercesobre todos los cuerpos situados en su superficie y que comúnmente llamamos el peso de los cuerpos.
Representación gráfica de las fuerzas: Supongamos que deslizamos una caja sobre el suelo, arrastrándola por medio de una cuerda como se indica en la Fig. l. Si consideramos despreciable el efecto de la fricción, decimos que el movimiento de la caja se produce por la fuerza que la cuerda ejerce sobrela caja.
(imagen)
Si la fuerza que se ejerce sobre la caja fuera de 10 Newtons, este simple número no diría nada con respecto a la dirección y sentido de la fuerza. Para que esta fuerza quedara completamente especificada, tendríamos que mencionar también, que dicha fuerza está actuando a 30 grados por encima de la horizontal (dirección) y hacia la derecha (sentido) y que esta aplicada en elpunto A.
Todas estas aclaraciones se dan en una forma más breve, si adoptamos la convención de representar la fuerza F, por una, flecha indicadora de su dirección y sentido, y cuya longitud sea proporcional a la magnitud de la fuerza. Por lo tanto, se debe elegir una escala de fuerzas adecuada, donde se convenga que cada unidad de longitud corresponda a cierto número de unidades de fuerza.
Lafigura 2, es el diagrama correspondiente a la figura 1, donde la fuerza que ejerce la cuerda sobre el cuerpo se muestra según la convención adoptada.
Fig. 2. Representación gráfica de la fuerza F (imagen)
Cabe aclarar que hay otras fuerzas actuando sobre la caja que no se han indicado en el diagrama. Podemos concluir, que todas las fuerzas, se caracterizan por cuatro cualidades que son: Magnitud,Dirección, Sentido y Punto de aplicación. Las cantidades físicas que quedan completamente especificadas indicando su Magnitud, Dirección y Sentido reciben el nombre de Cantidades Vectoriales.
Las Cantidades Vectoriales se representan gráficamente por una flecha a la cual se le acostumbra llamar vector.
La fuerza es una cantidad vectorial
La fuerza que pone o tiende a poner en movimiento aun cuerpo rígido, puede cambiar su punto de aplicación por otro situado en la misma línea de acción de ella, sin que por ello resulten alterados sus efectos (entiéndase por línea de acción, una línea de longitud indefinida, de la cual el vector fuerza es un segmento de esa línea). Así, el efecto de una locomotora es indiferente si se engancha a la cabeza del tren, al final o entre los vagones.Descomposición de una fuerza
Toda fuerza puede ser considerada como la resultante de dos fuerzas concurrentes y coplanares. Son fuerzas coplanares aquellas que sus vectores se encuentran situados en el mismo plano; por ejemplo, si sobre un cuerpo en movimiento actúa la fuerza R como se indica en la figura 3, podemos descomponer ésta en dos fuerzas: La fuerza W que actúa en la dirección delmovimiento y que contribuye por tanto, a acelerarlo ya vencer las resistencias que a él se oponen. A W se le llama componente dinámica. La fuerza N normal a W en hada contribuye al movimiento, su efecto consiste en aumentar la presión del cuerpo móvil contra el suelo. A esta fuerza N se le llama Componente Estática.
Fig. 3. Descomposición de una fuerza (imagen)
La descomposición de una fuerza F en...