el peso y la reacción del plano horizontal

EL PESO Y LA REACCIÓN DEL PLANO HORIZONTAL
FísicaGuay
EL PESO Y LA REACCIÓN DEL PLANO HORIZONTAL:
El peso es una fuerza que cumple la segunda ley de newton, esto es, esa fuerza es igual
a la masa del cuerpo por la aceleración que ejerce la Tierra sobre él. Esa aceleración es
la aceleración de la gravedad, que al nivel del mar vale 9.81 m/s2. El punto de
aplicación de esta fuerza está sobre el cuerpo en cuestión. Pero debida a esta fuerza, si el
cuerpo está sobre una superficie, existe otra fuerza de reacción que ejerce el plano sobre
el cuerpo, y es la responsable de que el cuerpo no se hunda sobre la superficie donde
está el cuerpo apoyado.
ρ
N
ρ
ρ
P = mg
ρ ρ
ρ ρ
P − N = mg − N = 0
ρ
P
El punto de aplicación de la fuerza Peso es en la superficie de contacto entre los dos
cuerpos, sin embargo se coloca en el centro del cuerpo, porque es la encargada de
contrarrestar el peso (en este caso, porque depende de las circunstancias contrarrestará
además del peso otro tipo de fuerzas, como pueden ser la componente del peso etc.).
En otros casos, la fuerza encarga de contrarrestar al peso es posible que sea la tensión de
una cuerda, en tales casos, siempre se supondrá que las cuerdas no tienen masa y son
inextensibles. Y los casos que existan poleas, éstas habitualmente serán despreciables.
De estos diferentes casos se muestran algunos ejemplos gráficos con sus
respectivas ecuaciones:
ρ
Py
ρ
N
ρ
P
ρ
ρ
P y = P cos ϑ
ρ ρ
N − Py = 0
ρ ρ
N − P cos ϑ
ρ
N
ρ
Pρ1
P1
ρ
T1
ρ
T3
ρ
P2
T
ρ
1
ρ
T2
T
ρ
− N = 0
ρ
= T2
ρ
= T4
ρ
− T4 = 0
ρ
ρ
T4
ρ
P2
1
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EL PESO Y LA REACCIÓN DEL PLANO HORIZONTAL
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La fuerza de tensión T2 es igual a T3 siempre que se desprecie la polea y la cuerda sea
inextensible. En cualquier otro caso (como veremos) será necesario considerar algún
aspecto de la polea (como es el momento de inercia, Capítulo del Sólido Rígido), donde
ya no serán iguales ambas fuerzas, pero que a cambio tendremos una ecuación que nos
la relaciona, por tanto no perdemos capacidad de cálculo, y en cambio ganamos
precisión, exactitud y credibilidad en el problema.
ü Como hemos visto en los ejemplos anteriores, vamos a seguir un criterio a la hora
de hacer los problemas. Primero se realiza un dibujo lo más claramente posible
sobre la situación. Inmediatamente que colocan todas las fuerzas que intervienen en
el problema, según se trate de un plano inclinado, fuerzas tensión debida a cuerdas y
poleas, etc. Luego tenemos la obligación tanto explícita como implícita de elegir un
Sistema de Referencia, habiendo infinitos Sistemas de referencias posibles, se
elegirá de tal manera que sea uno para cada cuerpo y de forma que la resolución del
problema sea primera factible y luego lo más sencilla posible. Después de esto, ya
estamos listos para abordar el problema utilizando el análisis vectorial y la
trigonometría, porque en algunos problemas tendremos que descomponer algunas
fuerzas (como es el caso de un plano inclinado). Con estas dos herramientas
matemáticas y la 2ª Ley de Newton escrita en sus componentes (véase las
ecuaciones), podemos hacer una descripción de cualquier tipo de problema que se
nos presente.
ü Inmediatamente vamos a hacer un pequeño inciso con dos tipos de fuerzas que se
nos antoja interesantes porque tarde o temprano aparecerán en nuestros problemas.
∑
∑
∑
F x = ma
x
F y = ma
y
F z = ma
z
ü Hemos escrito los módulos de las componentes de los vectores porque cuando
estamos en una dirección del espacio podemos prescindir del carácter vectorial,
facilitando el cálculo y la interpretación física del fenómeno.
Estamos obligados a resolver una pregunta: ¿Cuál es la fuerza de reacción del Peso,
cumpliendo la Tercera Ley de Newton?.
Bien, pues la fuerza de reacción es una fuerza en la misma dirección que el Peso,
sentido contrario, esto es, hacia fuera de la masa de la Tierra. Y con Punto de
Aplicación en el centro de la Tierra.
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