Fuerza equilibradora

En mecánica , una fuerza equilibrante es una fuerza que lleva a un cuerpo al equilibrio mecánico . ^[1] Según la segunda ley de Newton , un cuerpo tiene aceleración cero cuando la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero:

${\displaystyle \sum \mathbf {F} =m\mathbf {a} ;\quad \sum \mathbf {F} =0\ \ \Rightarrow \ \ \mathbf {a} =0}$

Por lo tanto, una fuerza equilibrante es igual en magnitud y opuesta en dirección a la resultante de todas las demás fuerzas que actúan sobre un cuerpo. El término está atestiguado desde finales del siglo XIX. ^[2]

Supongamos que dos fuerzas conocidas, que se van a representar como vectores, A y B, están empujando un objeto y una fuerza equilibrante desconocida, C , está actuando para mantener ese objeto en una posición fija. La fuerza A apunta al oeste y tiene una magnitud de 10 N y está representada por el vector <-10, 0>N. La fuerza B apunta al sur y tiene una magnitud de 8,0 N y está representada por el vector <0, -8>N. Dado que estas fuerzas son vectores, se pueden sumar utilizando la regla del paralelogramo ^[3] o la suma de vectores . Esta suma se verá como A + B = <-10, 0>N + <0, -8>N = <-10, -8>N que es la representación vectorial de la fuerza resultante. Por el teorema de Pitágoras , la magnitud de la fuerza resultante es [(-10) ² + (-8) ² ] ^1/2 ≈ 12,8 N, que también es la magnitud de la fuerza equilibrante. El ángulo de la fuerza equilibrante se puede determinar por trigonometría y es de aproximadamente 51 grados al noreste. Debido a que el ángulo de la fuerza equilibrante es opuesto a la fuerza resultante, si se suman o restan 180 grados al ángulo de la fuerza resultante, se conocerá el ángulo de la fuerza equilibrante. Al multiplicar el vector de fuerza resultante por -1 se obtendrá el vector de fuerza equilibrante correcto: <-10, -8>N x (-1) = <10, 8>N = C .

• Equilibrio