En este post te explicamos qué es la fuerza neta. Así pues, encontrarás la definición de fuerza neta en física y cómo se calcula la fuerza neta de un sistema, además, podrás practicar con ejercicios resueltos.
Índice
¿Qué es la fuerza neta?
La fuerza neta es la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo o sistema. De modo que el conjunto de fuerzas que intervienen en un sistema se pueden sustituir por una sola fuerza llamada fuerza neta.
La fuerza neta también se conoce como fuerza resultante o fuerza total.
Por lo tanto, la fuerza neta se calcula sumando todas las fuerzas del sistema.
Por ejemplo, si en un sistema actúan dos fuerzas F1=5 N y F2=7 N en la misma dirección y sentido, la fuerza neta es FN=5+7=12 N.
En el siguiente apartado veremos más detalladamente cómo se calcula la fuerza neta de un sistema, ya que hay varios casos diferentes.
Cómo calcular la fuerza neta
En física, para calcular la fuerza neta de un cuerpo o sistema se deben sumar todas las fuerzas que actúan en dicho cuerpo o sistema.
Sin embargo, no existe una fórmula general para hallar la fuerza neta de un sistema, sino que para hacer el sumatorio de las fuerzas se debe aplicar un método u otro dependiendo de las direcciones y de los sentidos de las fuerzas. A continuación, puedes ver todos los casos explicados paso por paso.
Fuerzas con la misma dirección y sentido
Para sumar dos fuerzas con la misma dirección y el mismo sentido, simplemente se deben sumar los módulos de las fuerzas. Y la dirección y el sentido de la fuerza neta serán los mismos de las dos fuerzas originales.
Por ejemplo, las siguientes dos fuerzas tienen la misma dirección y el mismo sentido, así que para hallar su fuerza neta solamente tenemos que sumar sus magnitudes y representar una fuerza con el mismo sentido y dirección pero cuya magnitud sea la suma de las fuerzas.
Además, para sumar gráficamente dos fuerzas de este tipo basta con colocar una fuerza detrás de la otra.
Fuerzas con la misma dirección pero diferente sentido
Para sumar dos fuerzas con la misma dirección y distinto sentido se deben restar los módulos de las fuerzas, y la fuerza neta tendrá la dirección y el sentido de la fuerza cuyo módulo sea más grande.
Por ejemplo, las siguientes dos fuerzas tienen la misma dirección porque son paralelas, pero su sentido es inverso. Por lo tanto, la fuerza neta de su suma será una fuerza con la dirección y el sentido de la fuerza mayor y su módulo será la resta de los módulos de las dos fuerzas.
Fuerzas con diferente dirección y sentido
Para sumar dos fuerzas con diferente dirección y sentido se deben descomponer vectorialmente las fuerzas, y luego se suman las componentes de las fuerzas que están en la misma dirección
Fíjate en el siguiente ejemplo en el que se calcula la fuerza neta de dos fuerzas concurrentes. Como tienen una dirección distinta, primero se hace la descomposición vectorial y luego se suman las componentes que están en el mismo eje:
Es decir, cuando las fuerzas tienen distinta dirección sumamos las componentes de los vectores. Recuerda que si nos dan el ángulo de inclinación de una fuerza se puede hallar su descomposición vectorial utilizando el seno y el coseno:
La suma numérica de las fuerzas se puede hacer si las podemos descomponer en vectores, de lo contrario, tenemos que sumar las fuerzas gráficamente. Para ello, utilizamos el método del paralelogramo (o regla del paralelogramo), que consiste en lo siguiente:
- Primero dibujamos en el extremo de una fuerza una recta paralela a la otra fuerza.
- Repetimos el paso anterior con la otra fuerza.
- La fuerza neta es la diagonal del paralelogramo que va desde el origen común de las fuerzas hasta el punto donde se cruzan las dos rectas paralelas.
Este método es adecuado para sumar un par de fuerzas, pero si queremos sumar tres o más fuerzas es mejor utilizar el método del polígono, que consiste en:
- Colocar cada fuerza a continuación de otra, de manera que el origen de una fuerza coincida con el extremo de la otra fuerza. El orden en el que ponemos las fuerzas es indiferente.
- La fuerza neta es el vector que se obtiene al unir el inicio de la primera fuerza con el extremo de la última fuerza.
Puedes practicar de sumar fuerzas para encontrar la fuerza neta (o fuerza resultante) de un sistema con los siguientes ejercicios resueltos de la fuerza resultante:
Fuerza neta y trabajo neto
Para terminar, vamos a ver qué es el trabajo neto y cuál es la relación entre la fuerza neta y el trabajo neto, pues tal y como sus nombres sugieren son dos conceptos de física relacionados.
En física, el trabajo neto es la suma de todos los trabajos realizados por las fuerzas que actúan en un sistema.
Por lo tanto, aplicando la fórmula del trabajo, podemos calcular el trabajo neto de un sistema multiplicando la fuerza neta del sistema por el desplazamiento realizado por el coseno del ángulo que forman la fuerza neta con el desplazamiento.
En definitiva, el trabajo neto es el análogo de la fuerza neta pero en trabajo, pues resume los trabajos realizados por todas las fuerzas.
