Este documento describe las fuerzas, incluyendo su definición, unidades, equivalencias, peso, formas de acción, leyes de Newton, suma y composición de vectores, fuerzas paralelas y condiciones de equilibrio. Define una fuerza como cualquier agente capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo y explica cómo se representan y miden las fuerzas usando vectores.

1. FUERZAS.
Es todo agente capaz de modificar el estado de
reposo o movimiento de un cuerpo y también
produce deformaciones sobre los cuerpos en los
cuales actúa.
Cuando se habla de una fuerza aplicada a un
cuerpo, además de indicar su valor es necesario
decir en qué dirección y en qué sentido se aplica: de
arriba para abajo, de abajo para arriba, de izquierda
a la derecha etc. Por eso se usa un símbolo especial
para representar una fuerza. Ese símbolo es el
vector
Todos los vectores tienen los siguientes
elementos:
Punto de aplicación: O
Módulo:3N
Dirección:Direcciónde la recta L, dada por el ángulo
θ
Sentido:Sentidode laflecha.
UNIDADES DE FUERZA
kilopondio. Es la unidad de la fuerza del sistema
técnico. Equivalente al kilogramo-fuerza.
newton. Es la unidad de fuerza del sistema Giorgi o
MKS
dina. Es la unidad de fuerza del sistema cegesimal
(cgs), está unidad es sumamente pequeña y sólo se
utiliza en experiencias de laboratorio
libra fuerza. Es la unidad de fuerza del sistema
inglés.
EQUIVALENCIAS:
Ejercicios:
1. Expresar en newton, 18 kilopondios.
2. Expresar en kilopondios, 65 libras-
fuerza.
3. Convertir 30 kilopondios a libras-fuerza
4. Convertir 205 kilopondios a newton.
5. Convertir 350 000 dinas a N y kp
6. Convertir 100 lb-f a kp.
7. Convertir 490 kp en N.
8. ¿Cuántos newton se tiene en 250 000
dinas?
FUERZA – PESO
El peso, es una fuerza de origen
gravitacional que nos expresa la medida de
la interacción entre la tierra y un cuerpo que
se encuentra en sus inmediaciones. Se le
representa por un vector vertical y dirigido
hacia el centro de la tierra
P=m. g ;
Donde. m :masa;
g=9,8m/s2
Representación del peso en:
Una barra:
Para un bloque:
Para un bloque sobre un plano inclinado:
FORMAS DE ACCIÓN DE LAS FUERZAS
a. Compresión. Cuando las fuerzas que
actúan sobre él tienden a acortarlo en
una de sus dimensiones.
b. Tracción. Cuando las fuerzas que
actúan sobre él tienden a alargarlo en
una de sus dimensiones.
UNIDAD 06
FUERZAS: APLICACIONES

2. c. Flexión. Cuando las fuerzas actúan
perpendicularmente a su eje longitudinal
y tienden a encorvarlo en dirección de la
fuerza.
d. Cizallamiento o corte. Cuando sobre
el cuerpo actúan dos fuerzas con
direcciones superpuestas y sentidos
contrarios. Estas fuerzas tienden a
trozar el cuerpo.
e. Torsión. Si dos fuerzas actúan en
planos paralelos del cuerpo, de modo
que una de ellas tiende a hacer girar al
cuerpo en un sentido y la otra, en
sentido contrario.
f. Flexión por fuerza axial. Se puede
también producir flexión si las fuerzas
actúan en el sentido del eje del cuerpo,
si este tiene cierta convexidad.
ACCIÓN Y REACCIÓN (3ra Ley de Newton)
La tercera ley de newton establece que a toda
fuerza de acción le corresponde una fuerza de
reacción simultánea de igual modulo y
dirección, pero de sentido opuesto. Las fuerzas
de acción y reacción se manifiestan sobre
cuerpos diferentes.
Ejemplos:
POSICIÓN RELATIVA DE LOS VECTORES –
FUERZA COMPREN-DIDOS EN UN MISMO
PLANO.
a. FUERZAS CONCURRENTES. Son
aquellas cuyas líneas de acción tienen
un punto común.
b. FUERZAS COLINEALES. Son aquellas
que están ubicadas en una misma recta.
c. FUERZAS PARALELAS. Son aquellas,
cuyas rectas que las contienen son
paralelas.
SUMA DE VECTORES.
MÉTODO GRÁFICO. La resultante de dos o
más fuerzas concurrentes se puede hallar
gráficamente empleando los siguientes
métodos:
MÉTODO DEL PARALELOGRAMO.

3. MÉTODO DEL TRIÁNGULO
MÉTODO DEL POLÍGONO. Para hallar la
resultante de tres o más fuerzas se aplica éste
método.
Nota: Si los vectores-fuerza cierran el
polígono, entonces la resultante del sistema es
cero. Esto indica que el sistema está en
equilibrio.
Cálculo de la resultante:
CASOS PARTÍCULARES:
1. Si las fuerzas F1 y F2 forman un ángulo
de cero grados (α = 0o); se tendrá
resultante máxima.
R máx = F2 + F1
2. Si las fuerzas F1 y F2 forman un ángulo
de 90 grados (α = 90o), La resultante se
halla aplicando el Teorema de
Pitágoras, ya que el paralelogramo de
fuerzas es rectangular.
3. Si las fuerzas concurrentes F1 y F2
forman un ángulo de 180 grados
(α=180°), se tendrá resultante mínima.
R min = F1 – F2
Ejercicios:
Dos fuerzas concurrentes forman un
ángulo recto. Hallar la resultante si dichas
fuerzas valen 15,6 y 20,8N respectivamente.
Tres fuerzas paralelas y del mismo sentido,
son proporcionales a los números 2, 3 y 5
respectivamente; además tienen una resultante
de 200 N. Encontrar el producto de las tres
fuerzas.
La resultante de dos fuerzas concurrentes
que forman un ángulo recto es de 110 kp; si
una de las fuerzas es de 88 kp. ¿Cuánto vale la
otra fuerza?
COMPOSICIÓN Y DESCOMPOSICIÓN DE
FUERZAS.
Se llama COMPOSICIÓN DE FUERZA al
proceso por el cual se determina la intensidad,
dirección y sentido de la resultante.
El procedimiento que determina las
características de las fuerzas componentes, se
llama DESCOMPOSICIÓN DE FUERZA, el
cual puede aplicarse en forma gráfica y
analíticamente.
FUERZAS PARALELAS.
A. PROCEDIMIENTO GRÁFICO.
Determinación de la resultante de dos
fuerzas paralelas y del mismo sentido.

4. R=
¿Cómo se determina el punto de aplicación de
la resultante?
Aplicaciones de las fuerzas paralelas.
B. PROCEDIMIENTO ANALÍTICO
Para desarrollar este procedimiento, se tiene
que saber el concepto de equilibrio estático, el
cual se relaciona con la primera y segunda
condición de equilibrio.
Primera condición de equilibrio
El cual establece que la fuerza resultante de un
sistema de fuerzas que actúan sobre un cuerpo
debe ser igual a cero.
Σ F = 0
MOMENTO DE UNA FUERZA
Es aquella magnitud vectorial que mide el
efecto rotacional que produce una fuerza al
actuar sobre un cuerpo, respecto de un punto
(A) llamado centro de giros.
El momento de una fuerza respecto al punto
“A” se determina
Donde:
F: fuerza
d: distancia
“A”: centro de giro
Momento positivo (giro anti horario).
Momento negativo (giro horario).
TEOREMA DE VARIGNON
“La suma de los momentos de un sistema de
fuerzas con relación a un punto (A) tomado como
referencia es igual al momento de la resultante (R)
de dicho sistema con relación al mismo punto (A)
de referencia.
SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO
La cual establece que la sumatoria de
momentos que actúan sobre un cuerpo,
respecto a un punto es igual a cero.
Σ MF
= 0
FUERZAS PARALELAS Y DEL MISMO
SENTIDO
FUERZAS PARALELAS Y DE SENTIDOS
CONTRARIOS