Ejemplo n° 1 de estática
Ejemplo nº 1
Si:
F₁ = 200 N, en el eje X dirigida hacia la derecha.
F₂ = 300 N, 60° por encima del eje X, hacia la derecha.
F₃ = 100 N, 45° sobre el eje X, hacia la derecha.
F₄ = 200 N, en la dirección negativa del eje Y.
Encontrar la fuerza resultante.
Solución
Graficamos las fuerzas y luego proyectamos las componentes sobre los ejes:
Lugo sumamos las componentes sobre cada eje:
En X:
F₁ + F₂ₓ + F₃ₓ = FTx (fuerza total en x)
En Y:
F2y + F3y - F₄ = FTy (fuerza total en y)
Para hallar el valor de cada componente utilizamos trigonometría, coseno y seno.
F₂ₓ = 300 N·cos 60° ⇒ F₂ₓ = 300 N·0,5 ⇒ F₂ₓ = 150 N
F₃ₓ = 100 N·cos 45° ⇒ F₃ₓ = 100 N·0,71 ⇒ F₃ₓ = 70,71 N
F2y = 300 N·sen 60° ⇒ F2y = 300 N·0,87 ⇒ F2y = 259,81 N
F3y = 100 N·sen 45° ⇒ F3y = 100 N·0,71 ⇒ F3y = 70,71 N
Finalmente armamos las ecuaciones y hacemos las cuentas:
En X:
200 N + 150 N + 70,71 N = FTx ⇒ FTx = 420,71 N
En Y:
259,81 N + 70,71 N - 200 N = FTy ⇒ FTy = 130,52 N
Ya tenemos las componentes de la fuerza resultante:
FTx = 420,71 N
FTy = 130,52 N
Ahora hay que hallar el módulo de la fuerza compuesta mediante el teorema de Pitágoras:
FT² = FTx² + FTy² ⇒ FT² = (420,71 N)² + (130,52 N)²
FT² = 17.035,4704 N² + 176.996,9041 N² ⇒ FT² = 194.032,3745 N² ⇒ FT = 440,49 N
Nuevamente con la trigonometría hallamos el ángulo, siendo α el ángulo entre la fuerza y el eje X:
Reemplazamos por los valores y calculamos:
α = arctg 0,31 ⇒ α = 17,24°
Resultado, el módulo de la fuerza resultante es:
FT = 440,49 N
Resultado, el á de la fuerza resultante es:
α = 17,24°
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
Ejemplo, cómo calcular la fuerza resultante