Estática y equilibrio de una partícula

Vectores, diagramas de cuerpo libre, cables y poleas.

APARTADO 2.1

La flecha contiene más información que un número

Si alguien te pide que muevas un foco «con una fuerza de 50 N», falta saber hacia dónde y dónde actúa. Una fuerza se representa mediante un vector: tiene módulo, dirección y sentido. Para estudiar el giro de un cuerpo también importa su línea de acción.

IdeaQué significaEjemplo
MóduloIntensidad; longitud de la flecha según la escala50 N.
DirecciónOrientación de la recta que contiene la flechaHorizontal o inclinada 30°.
SentidoHacia cuál de los dos lados apuntaDerecha en vez de izquierda.
Punto de aplicaciónDónde entra la interacción en el objetoEl extremo de un brazo de iluminación.
Línea de acciónRecta completa por la que actúa la fuerzaLa prolongación del cable tenso.

Una magnitud escalar, como masa o temperatura, no necesita una dirección espacial. Un vector sí. En esta guía las letras en negrita representan vectores; sin negrita suelen representar sus módulos o componentes. Una flecha sobre una letra también identifica un vector.

Los vectores unitarios i, j y k son flechas de longitud uno que señalan x, y y z. No son fuerzas adicionales. Sirven como etiquetas de dirección. F = 30i − 40j N dice «30 N hacia +x y 40 N hacia −y».

F = (Fₓ, Fᵧ, F_z); |F| = √(Fₓ² + Fᵧ² + F_z²)
La terna y la expresión con i, j, k contienen la misma información.

Distingue el dibujo del objeto y el dibujo de fuerzas. La flecha del peso puede hacerse más larga para que se vea, pero eso no altera la altura del objeto. Solo un dibujo explícitamente a escala permite medir fuerzas con una regla.

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