Objetivos:
Terminada la lección podrás:
- Definir el concepto de tensión como una interacción de fuerza aplicada.
- Enumerar ejemplos donde ocurre este tipo de fuerza.
La Tensión en una Soga y una Polea: Un Equilibrio de Fuerzas
La tensión en una soga que pasa por una polea es la fuerza que se ejerce a lo largo de la soga debido a que está siendo estirada. Esta fuerza es esencial para entender el movimiento de objetos conectados a la polea, como en sistemas de poleas simples o compuestas.
¿Qué es una polea?
Una polea es una rueda con una ranura alrededor de su borde por la que pasa una cuerda o cable. Su función principal es cambiar la dirección de una fuerza y, en algunos casos, reducir la fuerza necesaria para mover un objeto.
La tensión en la soga
- Igual en toda la cuerda: Si una soga ideal (sin masa y sin fricción) pasa por una polea ideal (sin fricción), la tensión en la soga es la misma en todos sus puntos. Esto se debe a que la polea simplemente cambia la dirección de la fuerza, pero no la magnitud.
- Equilibrio de fuerzas: En un sistema de poleas en equilibrio, la suma de las fuerzas en cualquier dirección debe ser cero. Esto significa que la tensión en cada sección de la soga debe ser igual a las fuerzas que actúan sobre los objetos conectados a esa sección.
- Efecto de la masa de la polea: Si la polea tiene masa o hay fricción en el eje, la tensión en los dos lados de la polea puede ser ligeramente diferente. Sin embargo, en muchos problemas simplificados, se asume que la polea es ideal y la tensión es la misma en toda la cuerda.
Ejemplos de tensión en poleas
- Elevador de pesas: La tensión en la cuerda que sostiene la pesa es igual al peso de la pesa.
- Bandera en un mástil: La tensión en la cuerda que sostiene la bandera debe ser suficiente para contrarrestar el peso de la bandera y el efecto del viento.
- Sistema de poleas múltiples: En sistemas más complejos, la tensión en cada sección de la cuerda puede variar dependiendo de la configuración de las poleas y de las masas involucradas.
Factores que afectan la tensión
- Peso de los objetos: Cuanto mayor sea el peso de los objetos suspendidos de la cuerda, mayor será la tensión.
- Número de poleas: En sistemas de poleas múltiples, la tensión en cada sección de la cuerda puede variar dependiendo de la configuración de las poleas.
- Fricción: La fricción en el eje de la polea o entre la cuerda y la polea puede reducir ligeramente la tensión.
¿Por qué es importante entender la tensión en una polea?
Comprender la tensión en una polea es fundamental para:
- Resolver problemas de física: Muchos problemas de física involucran el análisis de sistemas de poleas para determinar las fuerzas involucradas y el movimiento de los objetos.
- Diseño de máquinas: La tensión en las cuerdas y cables es un factor crucial en el diseño de grúas, ascensores y otros equipos de elevación.
- Ingeniería civil: La tensión en los cables de los puentes colgantes y otras estructuras debe ser cuidadosamente calculada para garantizar la seguridad.
En resumen, la tensión en una soga que pasa por una polea es una fuerza fundamental que determina el movimiento y el equilibrio de los objetos conectados a la polea. Entender este concepto es esencial para resolver una amplia variedad de problemas en física e ingeniería.
Enlaces externos para explorar
- Conceptos de Física: Hyperphysics
- Libros:
- NASA: Science Explorer Poster Series
- Physical Sciences Resource Center: PSRC
- Simulaciones: PhET
- Tutorial de Física en Inglés: Physics Classroom
- Wikipedia en Español: Wikipedia
Páginas relacionadas al concepto de fuerza:
- Fuerza Electromagnética
- Fuerzas Fundamentales
- Fuerza Aplicada
- Las Fuerzas Verticales en la Tierra
- Fuerza Normal o Perpendicular
- Gravedad: Una Fuerza Fundamental
- Fuerza nuclear débil
- Fuerza nuclear fuerte
- La fuerza de gravedad y la relatividad general
- Resistencia del Aire y Aerodinámica
- Fuerzas Fundamentales o las Fuerzas de la Naturaleza
- Fuerzas Fundamentales y sus Tipos
- Resortes y las Fuerzas en Inclinación
- CERN: Laboratorio de Física de Partículas
Simulación
Vídeo
Páginas recientes
- Bosquejo de Contenido de Física
- Solución de Problemas Posición vs Tiempo
- Incertidumbre y Sistema de Mediciones
- Balanza y Escalas: Mide la Masa
- Definición de Física en Línea
- Introducción a Física en Línea
- Ejemplo Usando Estrategias
- Física una ciencia matemática, páginas y recursos
- Ejemplo Dígitos Significativos
- Cifras Significativas y Estimadas
- Reglas de los dígitos significativos
- Dinamómetro y su Escala
- Unidades Fundamentales en Ciencia
- Introducción a las ondas
- Errores Sistemáticos y Porciento de Error
Para aprender un poco más
-
Biología, la Ciencia y la Vida
La biología es la ciencia que estudia la vida y los organismos vivos; desde los microorganismos hasta los grandes que habitan en el planeta.
-
Geología, la Descripción de la Tierra
La geología estudia la Tierra, su composición, estructura, los procesos que la han formado y transformado a lo largo del tiempo, y sus recursos naturales.
-
El Efecto Fotoeléctrico
El efecto fotoeléctrico es un fenómeno físico en el cual ciertos materiales, al ser irradiados con radiación electromagnética emiten electrones.
-
Diferenciando: Física Clásica vs Moderna
Las principales diferencias entre la física clásica y la física moderna radican en los conceptos fundamentales que cada una utiliza para describir la naturaleza
-
Colores del Resistor y Código Resistencia
Los resistores tienen colores que representan su resistencia ese código de colores en bandas pintadas te permite obtene su valor de resistencia, y su tolerancia
-
Flujo de Electrones y Cargas
La electricidad estática es un fenómeno que es la acumulación de cargas eléctricas en una zona de baja conductividad en la superficie de un material
-
La Fuerza Aplicada y la Fuerza de Empuje
La fuerza aplicada es un término general dado a las fuerzas externas que actúan directamente sobre un cuerpo y lo mueven.
-
Bosquejo de Contenido de Física
Bosquejo de contenido de Física que provee los enlaces a las unidades del curso de Física en Línea. Incluye Astronomía, ciencia general y más.
-
Fermilab: Una Ventana al Universo
Fermilab es un laboratorio nacional de física de altas energías ubicado en Batavia, Illinois, cerca de Chicago. Lleva el nombre del famoso físico Enrico Fermi.
-
Pirotecnia y los Fuegos Artificiales
La pirotecnia es la técnica y el arte de la fabricación y utilización de materiales explosivos o fuegos artificiales. Sus componentes son combustibles.
-
La Inteligencia Artificial y la Física
La inteligencia artificial (IA) tiene un impacto profundo en la física, abriendo nuevas vías de investigación y aumentando los descubrimientos.
-
Constelación de Orión: El Cazador
La constelación de Orión es una de las más reconocibles y admiradas del cielo nocturno. Su distintiva forma, que evoca la figura de un cazador.
-
Mecánica Clásica y Análisis Gráfico
La mecánica clásica, como ya hemos visto, se encarga de estudiar el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que lo causan.
-
Herramientas Para Medir la Masa
La balanza es una palanca de primer grado que tiene dos brazos de igual tamaño, Mediante el equilibrio entre los pesos de dos cuerpos comparas sus masas.
-
Extremófilos: Increíbles Adaptaciones
Extremófilos son organismos terrestres que sobreviven en condiciones extremas como altas temperaturas, alta presión y falta de oxígeno
-
Fuerza Boyante: Así Flotamos
La fuerza boyante es una fuerza ascendente que experimenta cualquier objeto sumergido parcial o totalmente en un fluido (líquido o gas)
-
La Física y las Gráficas de Velocidad
Una gráfica de velocidad vs. tiempo es una representación visual de cómo cambia la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo.
-
El Péndulo Simple: Un Clásico de la Física
El péndulo simple es un sistema mecánico que se mueve periódicamente. Se compone de una cuerda atada a un punto fijo y al final tiene una masa.
-
Fuerza de Tension Superficial
La tensión superficial es una fuerza que actúa en la superficie de un líquido y que hace que esta se comporte como una membrana elástica.
-
Burbujas de Jabón Esféricas
La forma esférica de las burbujas de jabón es un fenómeno fascinante que se explica gracias a un concepto de la física llamado tensión superficial.
-
Resistencia del Aire: Freno Invisible
La resistencia del aire, se conoce como fuerza de arrastre o fricción del aire, se opone al movimiento de un objeto que se desplaza a través del aire
-
Práctica Interactiva de Medidas
Imagina poder realizar experimentos científicos sin salir del salón de clases, manipulando objetos virtuales y obteniendo resultados en tiempo real.
-
Trigonometría: Un Mundo de Ángulos
La trigonometría es una rama de las matemáticas que se dedica al estudio de las relaciones entre los lados y los ángulos de los triángulos.
