1. Suma de vectores.
Este método consiste en proyectar cada una de las fuerzas a sumar sobre los dos ejes cartesianos (es decir descomponer cada fuerza en dos), luego hacer una suma de fuerzas por cada eje (obteniendo dos resultantes) y por último componer las dos fuerzas resultantes en una única fuerza.
Ejemplo 1
Sumar las siguientes fuerza:
Solución
Primero que hacemos es proyectar a cada fuerza sobre los dos ejes. Esto lo hacemos aplicando las relaciones trigonométricas seno y coseno, ya que en definitiva estamos buscando la longitud de los dos catetos de un triángulo rectángulo.
Segundo hacemos la suma para cada eje y obtenemos así dos fuerzas resultantes. Si nos fijamos, la suma de fuerzas de cada eje es una suma común, ya que se trata de vectores con una sola componente distinta de cero, por lo tanto lo planteamos como una sumatoria común.
Por último componemos las dos fuerzas resultantes de cada eje en una sola fuerza. El módulo lo obtenemos como la raíz cuadrada del módulo de cada fuerza al cuadrado. El ángulo lo obtenemos a través de la función trigonométrica tangente (aplicando su inversa).
2. Rapidez media
La rapidez media o promedio es la distancia que recorre un objeto dividido entre el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia, como la distancia y el tiempo son cantidades escalares, también lo es la rapidez la cual se expresa en m/s (sistema internacional), ft/s (sistema ingles), km/h, mi/h, etc. Y nos indica únicamente lo rápido que se mueve un objeto.
Formula
Ejemplo de rapidez media
Durante una carrera de los 400 m, a un corredor le tomo 52 segundos llegar a la meta ¿Cuál es su rapidez media en m/s?
Datos
- r = ¿?
- d = 400 m
- t = 52 s
Formula
Sustitución
Resultado
2.1 Velocidad media
La velocidad media es el cociente del incremento de desplazamiento y el incremento del tiempo.
Formula
Ejemplo de velocidad media
Una camioneta se encuentra en el kilómetro 70 de una carretera recta y plana, al inicio de la observación, media hora después se encuentra en el kilómetro 130.
a) ¿Cuál es su velocidad promedio?
Datos:
- Xf = 130 km
- Xi = 70 km
- tf = 30 min. (0.5h)
- ti = 0 min (es el tiempo inicial)
- VM = ¿?
Formula
Sustitución
Operaciones
Resultado
VM = 100 km/h
2.2. Aceleración media.
Ejemplo de aceleración media
En un cierto instante de tiempo un móvil que se desplaza a lo largo de una línea recta tiene una velocidad de + 25 km/h y 120 segundos más tarde tiene otra de -10 km/h. ¿Cuál fue la aceleración media?
Datos
- vo = +25 km/h = +6.94 m/s
- vf = -10 km/h = – 2.78 m/s
- Δt = 120 s
Formula
Sustitución
Operaciones
Resultado
3. Caída libre y tiro vertical.
