1.1 Plano horizontal
 |
| Imagen de elaboración propia |
El caso más simple de sistema dinámico que podemos encontrar es aquél en el que un cuerpo se mueve sobre un plano horizontal sin rozamiento con una fuerza F actuando sobre él. Además de dicha fuerza, en un problema de este tipo siempre actuarán dos fuerzas más:
- El peso (p), que en este tema representaremos preferiblemente por su valor m·g. Siempre tendrá dirección vertical y hacia abajo.
- La normal (N), correspondiente a la fuerza de reacción de la superficie sobre la que se apoya el cuerpo. En este caso su dirección será, como su nombre indica, perpendicular a la superficie. En el caso de un plano horizontal siempre será vertical y hacia arriba. Esta fuerza tendremos que deducir en cada caso qué valor toma porque es la fuerza de reacción a la que el cuerpo hace sobre el plano.
Una vez identificadas las fuerzas, escogemos el sistema de referencia. El movimiento probablemente será paralelo al plano por lo que tomamos esta dirección y la perpendicular como ejes de nuestro sistema de referencia.
 |
| Imagen de elaboración propia |
El siguiente paso es descomponer aquellas fuerzas cuya dirección no coincida con alguno de los ejes de coordenadas en sus componentes cartesianas. En este caso, la única fuerza que no coincide es la fuerza F, por lo que procedemos a descomponerla en sus componentes Fx y Fy.
 |
| Imagen de elaboración propia |
El nuevo esquema con las fuerzas descompuestas en sus ejes quedaría como sigue:
 |
| Imagen de elaboración propia |
Ya sólo queda escribir las ecuaciones del movimiento en cada uno de los ejes. En cada eje tenemos en cuenta qué fuerzas actúan a favor del movimiento y restamos las que se oponen. En el eje horizontal hay aceleración pero no en el vertical por lo que las ecuaciones quedan:
Obtenemos así un sistema de 2 ecuaciones con 2 incógnitas ( ax y N). De cada una de las ecuaciones se pueden despejar de forma independiente cada una de ellas y habríamos resuelto el problema.
Ejemplo o ejercicio resuelto
Sobre un objeto de masa 2 kg situado en un plano horizontal se ejerce una fuerza externa de 10 N aplicada con un ángulo de 45º respecto a la horizontal.
 |
| Imagen de elaboración propia |
a) Dibuja el diagrama de fuerzas correspondiente a esta situación, elige un sistema de referencia y descompón todas las fuerzas en eses ejes.
b) Aplica la 2ª ley de Newton.
c) Calcula el valor de la fuerza normal.
d) Calcula la aceleración que adquirirá el cuerpo por acción de dicha fuerza.
AV - Pregunta de Selección Múltiple
Si al cuerpo del problema resuelto anterior se le aplica una fuerza de 20 N con un ángulo de 35º, el valor de la Normal y de su aceleración serán, respectivamente:
16.24 N y 8.19 m/s2
| |
8.13 N y 8.19 m/s2
| |
16.24 N y 5.21 m/s2
| |