LA TENSIÓN (T)
Importante:
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Todas las fuerzas son magnitudes vectoriales; las cuales se representan por medio de un vector, que recordemos tienen tres características: (magnitud, dirección y sentido).
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Para resolver problemas de dinámica es fundamental saber sumar vectores ( ver vectores ); y conocer por cada fuerza: qué es, cuando aparece en un problema de fisica y como se gráfica.
LA TENSIÓN
1. Qué es la tensión: Es la fuerza que ejercen todas las cuerdas a los cuerpos que están sujetos a ellas. Algunos otros casos de la tensión en física son:
Tensión superficial de un líquido: es la cantidad de energía necesaria en un fluido, para aumentar su superficie en cada unidad de área.
Tensión mecánica: se refiere a la fuerza por unidad de área, en el entorno de un punto material, sobre la superficie de un cuerpo. Tensión eléctrica: hace referencia al voltaje o fuerza que empuja los electrones a través de un material conductor.
En esta sección haremos referencia a la tensión en cuerdas, cables o hilos; los cuales llamaremos cuerdas ideales.
Cuerda ideal: Es aquella que cumple las siguientes tres condiciones: (1-no tiene masa, 2-no se rompe, 3-no se estira); ; al igual todas las poleas se consideran ideales es decir no tienen masa y no presentan fricción.
Matemáticamente la fuerza de tensión se expresa como:
2. Cuando aparece en un problema? La fuerza de tensión se da siempre que hayan cuerdas en un problema. Permite que la fuerza se transfiera de manera eficiente, sobre una distancia significativa a través de ella; es decir, cuando se estira una cuerda; esta experimenta dos tensiones iguales y opuestas en sus extremos.
3. Como se gráfica? La fuerza de tensión es un vector: que se gráfica sobre o paralelamente a la cuerda; teniendo en cuenta que una cuerda, nunca puede empujar una masa o nudo; siempre lo hala.
Convenciones para los gráficos:
fuerza actual
fuerzas anteriores
Ejemplos de gráficos de la fuerza de tensión:
plano inclinado con polea y dos masas
polea con dos masas
Diagrama de cuerpo libre (DCL): Cuando aparecen sistemas dinámicos como el anterior gráfico; (dos o más masas), es necesario realizar un diagrama de cuerpo libre; el cual consiste en graficar de forma individual, y por separado las fuerzas que intervienen en el sistema para cada masa o nudo, ya que los nudos en una cuerda cambia las tensiones.
DCL para m1 DCL para m2
bloque colgado por medio de tres cuerdas
DCL para el nudo DCL para m
DCL para m1 DCL para m2
bloque colgado por medio de cuerda
