En este artículo se explica qué es un sistema de fuerzas. También encontrarás varios ejemplos de sistemas de fuerzas y cuáles son los tipos de sistemas de fuerzas más usuales.
Índice
¿Qué es un sistema de fuerzas?
En física, un sistema de fuerzas es un conjunto de fuerzas que actúan sobre un mismo cuerpo u objeto. Es decir, cuando sobre un cuerpo están aplicadas dos o más fuerzas, se trata de un sistema de fuerzas.
Lógicamente, para que sea un sistema de fuerzas debe actuar más de una sola fuerza, a partir de dos fuerzas ya se considera un sistema. Asimismo, cada una de las fuerzas que forma parte de un sistema de fuerzas se llama componente del sistema.
Cualquier sistema de fuerzas se puede sustituir por una única fuerza, llamada fuerza resultante. De este modo se simplifica el sistema ya que se pasa de tener varias fuerzas a una sola fuerza y, por lo tanto, es más fácil de interpretar.
Para conseguir esto se debe hacer un procedimiento que tiene una cierta dificultad, pues depende de cómo sea el sistema de fuerzas. Haz click en el siguiente enlace para ver cómo se hace:
Ejemplos de sistemas de fuerzas
Vista la definición de sistema de fuerzas, a continuación puedes varios ejemplos de sistemas de fuerzas para entender mejor su significado.
- Por ejemplo, tenemos un sistema de fuerzas cuando varias personas hacen una fuerza sobre un objeto muy pesado a la vez para intentar moverlo.
- Otro ejemplo de sistema de fuerzas es cuando una persona está sujetando un objeto. En el sistema actúan varias fuerzas como la fuerza del peso de la persona, la fuerza del peso del objeto y la fuerza de la persona para aguantar al objeto, entre otras fuerzas.
- Por último, cuando un coche va circulando por la carretera también es un sistema de fuerzas, porque actúan varias fuerzas sobre él: la fuerza del peso, la normal, la fuerza de rozamiento, etc.
Tipos de sistemas de fuerzas
A continuación, se explican los tipos de sistemas de fuerzas más importantes. Sin embargo, para entender mejor el concepto de cada tipo de sistema de fuerzas, se recomienda que también leas cómo se calcula la fuerza resultante de un sistema de fuerzas (tienes el enlace más arriba), ya que se calcula de manera diferente dependiendo del tipo de sistema.
Sistema de fuerzas coplanares
Un sistema de fuerzas coplanares es un conjunto de fuerzas que actúan en el mismo plano. De manera que todas las fuerzas del sistema están contenidas en un único plano.
Una de las características de este tipo de sistemas es que todas las fuerzas se pueden expresar mediante vectores de solo dos coordenadas. Normalmente cuando se empieza a estudiar física se suelen hacer ejercicios de este tipo de fuerzas, ya que son más fáciles.
Sistema de fuerzas concurrentes
Un sistema de fuerzas concurrentes son dos o más fuerzas cuyas direcciones se cortan en un punto. Es decir, las prolongaciones de las líneas de acción de un sistema de fuerzas concurrentes se cortan en un único punto.
En consecuencia, como veremos a continuación, un par de fuerzas paralelas o colineales nunca formarán parte de un sistema de fuerzas concurrentes.
Sistema de fuerzas colineales
Un sistema de fuerzas colineales son varias fuerzas que tienen la misma dirección. Por lo tanto, cuando dos o más fuerzas comparten su línea de acción, se trata de un sistema de fuerzas colineales.
Cabe destacar que las fuerzas colineales pueden tener el mismo sentido o el sentido opuesto, pero independientemente de su sentido se consideran colineales si tienen la misma dirección.
Sistema de fuerzas paralelas
Un sistema de fuerzas paralelas es un conjunto de fuerzas formado solamente por fuerzas paralelas, es decir, las líneas de acción de todas las fuerzas de un sistema de fuerzas de este tipo son paralelas.
Aunque las líneas de acción de este tipo de fuerzas son paralelas, matemáticamente se considera que tienen la misma dirección.
Sistema de fuerzas perpendiculares
Un sistema de fuerzas perpendiculares son dos o más fuerzas que son perpendiculares entre sí, es decir, que forman un ángulo de 90º.
Para calcular la fuerza resultante de dos fuerzas perpendiculares se debe aplicar la fórmula del módulo de una fuerza. Si estás más interesad@, puedes ver cómo se hace en artículo enlazado arriba de la fuerza resultante.
Sistema de fuerzas en equilibrio
Un sistema de fuerzas en equilibrio es un conjunto de fuerzas cuya fuerza resultante y momento resultante son nulos. Por lo tanto, un sistema está en equilibrio cuando está en reposo, tiene velocidad lineal constante, o velocidad angular constante.
En física, para que se considere que un cuerpo esté en equilibrio debe satisfacer dos condiciones, puedes ver cuáles son aquí:
