Fuerza sobre una partícula

Una fuerza representa la acción de un cuerpo sobre otro. Está caracterizada por su punto de aplicación, su magnitud y su dirección. El uso de la palabra «partículas» no implica que nuestro estudio se limite al de corpúsculos pequeños. Esto significa que el tamaño y la forma de los cuerpos en consideración no afectan la solución y se supone que todas las fuerzas que actúan sobre determinado cuerpo tienen el mismo punto de aplicación. Así, cada fuerza estará completamente definida por su magnitud y dirección.

Las unidades SI dadas por los ingenieros para medir la magnitud de una fuerza son el newton (N) y su múltiplo el kilonewton (kN), igual a 1000 N, en tanto que en el sistema SU, las unidades usadas para el mismo propósito son la libra (lb) y su múltiplo la kilolibra (kip o k), igual a 1000 Ib.

La dirección de una fuerza se define por su línea de acción y su sentido. La línea de acción es una línea infinita a lo largo de la cual actúa la fuerza. Se caracteriza por el ángulo que forma con cierto eje fijo (figura 1.5). La fuerza se representa mediante un segmento de esta línea. Utilizando una escala apropiada, la longitud de este segmento puede ser escogida de manera tal que represente la magnitud de la fuerza. Finalmente, el sentido de la fuerza debe ser indicado por la cabeza de una flecha. En la definición de una fuerza es importante indicar su sentido. Dos fuerzas, tales como las mostradas en las figuras 1.5, que tienen igual magnitud y la misma línea de acción, pero sentidos diferentes, tendrán efectos directamente puestos sobre una partícula.

La evidencia experimental muestra que dos fuerzas P y Q que actúan sobre una partícula A (figura 1.6) pueden remplazarse por una sola fuerza R que tiene PI mismo efecto sobre la partícula (figura 1.6) A esta fuerza se denomina resultante de las fuerzas p y Q y pueden obtenerse, como muestra la figura 1.6, construyendo un paralelogramo, con P y Q como lados. La diagonal que pasa por A representa la resultante. Esto es conocido como la ley del paralelogramo para la suma de dos fuerzas. Esta ley se fundamenta en la evidencia experimental y no puede ser demostrada ni deducida matemáticamente.