Cómo calcular la tensión de las cuerdas - 1ra Ley de Newton

Física para todos

9 Nov 201809:56

Summary

TLDREn este vídeo educativo, el presentador guía a los espectadores a través de un ejercicio de estática, aplicando la primera ley de Newton. Se trata de un saco de cemento de 50 kg colgado en equilibrio por tres cuerdas, dos de las cuales forman ángulos de 60 y 25 grados con la horizontal. El objetivo es encontrar las tensiones de las cuerdas. El video explica paso a paso cómo construir el diagrama de cuerpo libre, descomponer las fuerzas en componentes x e y, y resolver el sistema de ecuaciones resultante. El presentador utiliza trigonometría para encontrar las componentes de las tensiones y luego aplica las leyes de Newton para resolver el problema, proporcionando una explicación clara y didáctica.

Takeaways

📚 Se continúa una serie de videos sobre las leyes de Newton.
🔍 Se resuelve un ejercicio de estática utilizando la primera ley de Newton para encontrar las tensiones de cuerdas.
🧱 Un saco de cemento de 50 kg cuelga en equilibrio de tres cuerdas.
📐 Dos de las cuerdas forman ángulos de 60 grados y 25 grados con la horizontal.
📈 Se utiliza el diagrama de cuerpo libre para analizar las fuerzas en equilibrio.
📉 Se aplica la suma de fuerzas en el eje Y para determinar la tensión en una de las cuerdas.
🔢 Se calcula la tensión en la primera cuerda como igual al peso del saco (50 kg * 9.8 m/s²).
📐 Se descomponen las tensiones en componentes x e y utilizando trigonometría.
🔄 Se construye un sistema de ecuaciones para resolver las tensiones restantes en las cuerdas.
📝 Se resuelve el sistema de ecuaciones para obtener las tensiones en las cuerdas de 445,884 N y 490 N.

Q & A

¿Qué es el diagrama de cuerpo libre mencionado en el video?
-El diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica de las fuerzas que actúan sobre un objeto en equilibrio. Se utiliza para analizar las fuerzas vectoriales en un sistema, dibujando flechas que representan la dirección y magnitud de cada fuerza.
¿Cuál es la primera ley de Newton que se aplica en el ejercicio presentado?
-La primera ley de Newton, también conocida como ley del equilibrio, establece que un objeto en reposo o en movimiento uniforme en línea recta continuará así a menos que le apliquen una fuerza neta. En el ejercicio, se asume que el saco de cemento está en equilibrio, lo que significa que las fuerzas actúan de manera tal que no hay movimiento ni tendencia a moverse.
¿Cómo se calcula la tensión en la cuerda que sostiene el saco de cemento?
-La tensión en la cuerda se calcula usando la ecuación de la fuerza peso (W = m * g), donde m es la masa del saco de cemento y g es la aceleración debido a la gravedad. En el video, se usa la masa de 50 kg y g = 9.8 m/s², lo que resulta en una tensión de 490 N.
¿Qué es la componente y y cómo se calcula en el contexto del video?
-La componente y de una fuerza es la proyección垂直 de esa fuerza en un plano cartesiano. Se calcula usando la función seno del ángulo formado por la fuerza con la horizontal. En el video, se usan los senos de 25 grados y 60 grados para encontrar las componentes y de las tensiones en las cuerdas.
¿Cómo se resuelven las ecuaciones para encontrar las tensiones en las cuerdas que forman ángulos de 25 grados y 60 grados?
-Se resuelven aplicando las leyes de Newton para la suma de fuerzas en los ejes x e y. Se descomponen las tensiones en sus componentes x e y, y se establecen ecuaciones basadas en la suma de fuerzas en cada eje, resultando en un sistema de ecuaciones que se resuelve para encontrar las tensiones desconocidas.
¿Cuál es la relación entre la tensión en la cuerda que forma un ángulo de 25 grados y la tensión en la cuerda que forma un ángulo de 60 grados según el video?
-Según el video, la tensión en la cuerda que forma un ángulo de 60 grados (t3) está relacionada con la tensión en la cuerda que forma un ángulo de 25 grados (t2) por medio de la ecuación t2 = 0,552 * t3, donde los valores provienen de los cosenos de los ángulos correspondientes.
¿Cómo se determina el ángulo de 25 grados y el ángulo de 60 grados en el ejercicio?
-Los ángulos se determinan a partir de la descripción del ejercicio, donde se especifica que dos de las cuerdas forman ángulos de 60 grados y 25 grados con la horizontal. Estos ángulos son cruciales para descomponer las tensiones en sus componentes x e y.
¿Qué métodos trigonométricos se utilizan para descomponer las tensiones en sus componentes?
-Se utilizan los métodos trigonométricos de coseno y seno para descomponer las tensiones en sus componentes. El coseno se usa para encontrar la componente horizontal (x) y el seno para la componente vertical (y) de las tensiones.
¿Cuál es la tensión en la cuerda que forma un ángulo de 60 grados una vez resuelto el sistema de ecuaciones?
-La tensión en la cuerda que forma un ángulo de 60 grados se calcula como t3 = 490 N / (0,233 + 0,866), lo que resulta en aproximadamente 445,884 N.
¿Cómo se verifica que el sistema está en equilibrio en el ejercicio?
-Se verifica que el sistema está en equilibrio al asegurarse de que la suma de las fuerzas en cada eje (x e y) sea cero, lo que indica que no hay movimiento ni tendencia a moverse en ninguna dirección.