Name: resolving coplanar force components
Uploaded: 2025-05-22T09:06:02.000Z
Duration: 1 min 25 s
Channel: JoVE

Consideremos un objeto sobre el que actúan múltiples fuerzas. Cuando las líneas de acción de estas fuerzas se encuentran dentro del mismo plano, el sistema se conoce como sistema de fuerzas coplanar.
Todas estas fuerzas pueden resolverse en sus respectivos componentes utilizando la forma vectorial cartesiana.
Un sistema coplanar estará en equilibrio si cada componente de la fuerza resultante es igual a cero y la fuerza resultante en el sistema es cero. Estas se llaman ecuaciones de equilibrio para un sistema de fuerzas coplanar.
Consideremos una caja en equilibrio sostenida por tres cuerdas. Se dice que el sistema es un sistema de fuerzas coplanar porque las fuerzas actúan en un solo plano.
Dos cuerdas forman un ángulo Theta con la tabla. La fuerza de tensión en estas dos cuerdas es conocida.
La magnitud de la fuerza de tracción en la tercera cuerda se puede determinar aplicando las ecuaciones de equilibrio. La resolución de las fuerzas de tensión conocidas en sus componentes muestra que las componentes horizontales se contrarrestan entre sí.
Ahora, la tensión en la tercera cuerda se puede determinar reorganizando la ecuación para los componentes verticales.

<ol>
	<li>Hibbeler, R.C. (2016). Ingeniería Mecánica \u2012 Estática y Dinámica. Hoboken, Nueva Jersey: Pearson Prentice Hall. págs. 91-92</li>
	<li>Meriam, J.L.; Kraige, L.G. y Bolton, J.N. (2020). Ingeniería Mecánica \u2012 Estática. Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley. págs. 58</li>
</ol>

fuerzas coplanares

Considere un objeto sobre el cual actúan múltiples fuerzas. Si las líneas de acción de cada fuerza se encuentran dentro del mismo plano, el sistema puede considerarse coplanar. La forma vectorial cartesiana se puede utilizar para descomponer cada fuerza en sus componentes respectivas. Para un sistema coplanar, el sistema estará en equilibrio si cada componente de la fuerza resultante es igual a cero y la fuerza resultante en el sistema es cero. Si la suma de las fuerzas no es igual a cero, entonces el objeto no estará en equilibrio y acelerará en la dirección de la fuerza neta. Para resolver problemas que involucran fuerzas coplanares y equilibrio, todas las fuerzas que actúan sobre el objeto, junto con sus magnitudes y direcciones, deben ser identificadas. Estas fuerzas pueden luego ser descompuestas en sus componentes x e y utilizando álgebra vectorial. Las ecuaciones de equilibrio se utilizan para calcular las fuerzas desconocidas y verificar si el objeto está en equilibrio o no. Considere una caja en un estado de equilibrio suspendida por tres cuerdas como se muestra en la figura. <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/14244/14244_PT_Fig_1v2.svg" style="text-align: center; height: 350px;"> Esto es un sistema coplanar porque las fuerzas están actuando en un solo plano. Dos de las cuerdas diagonales, conectadas al tablón, tienen ángulos iguales con el tablón, y la fuerza de tensión en estas dos cuerdas es conocida. Para determinar la magnitud de la fuerza de tensión en la tercera cuerda vertical, se pueden aplicar las ecuaciones de equilibrio. Al descomponer las fuerzas de tensión conocidas de las dos cuerdas en sus componentes, se muestra que las componentes horizontales se contrarrestan entre sí. Por lo tanto, la tensión en la tercera cuerda se puede determinar reorganizando la ecuación para las componentes verticales. Una vez que se haya determinado la tensión en la tercera cuerda, se pueden utilizar las ecuaciones de equilibrio para verificar que el sistema está, de hecho, en un estado de equilibrio.

Fuerzas coplanares

Consideremos un objeto sobre el que actúan múltiples fuerzas. Si las líneas de acción de cada fuerza se encuentran dentro del mismo plano, el sistema puede considerarse ...

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Ingeniería Mecánica

Unit 1

Unidad 1

Equilibrium of a Particle

Equilibrio de una partícula

KEY TERMS AND CONCEPTS

TÉRMINOS Y CONCEPTOS CLAVE

Coplanar Forces

resolving coplanar force components

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium.

A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net force.

Solving these problems starts with identifying every force on the object, including its size and direction. The known forces are then broken into horizontal and vertical parts. The equations of equilibrium are used to find unknown forces and to check whether the system is balanced.

One example is a box suspended by three strings in equilibrium. The two diagonal strings make equal angles with the plank, and their tensions are known. Their horizontal components cancel each other, so the third vertical string can be found from the vertical component equation. After the tension is calculated, the equilibrium equations can confirm that the box is still in balance.

Resolving Coplanar Force Components

equilibrium conditions for a particle

Balanced Forces and Torque in Equilibrium

Equilibrium depends on balanced forces and balanced torque. An object in equilibrium is either at rest or moving with a constant velocity. These two cases are called static equilibrium and dynamic equilibrium. Static equilibrium means the object is not moving. Dynamic equilibrium means the object is moving, but its velocity stays constant. In both cases, the forces acting on the object must balance each other. Different forces can add, subtract, or cancel each other out. When the vector sum...

free-body diagram

Free-Body Diagrams for Force Analysis

Free-body diagrams help analyze the forces acting on an object in mechanics. They give a simple picture of a stationary or moving object and show why it moves the way it does. By turning a complex situation into a clear sketch, they make it easier to write the equation needed to solve the problem. To draw a free-body diagram, first choose the object or system you want to study. Then isolate it from its surroundings and draw it as a dot or a simple outline. Add arrows for every important...

steps for free-body diagram

Free-Body Diagram for Two-Block Motion

A free-body diagram helps analyze two-block motion in mechanics. It shows the forces acting on a system so the net force can be found and the acceleration can be calculated. The example in this lesson uses two blocks linked by a massless string over a frictionless pulley. Block 1 moves across a table while block 2 falls under gravity. The two blocks are treated as one isolated system. External forces are then identified and drawn as vector arrows on the diagram. For block 1, the forces...

free-body diagrams: problem solving

Free-Body Diagrams on Inclined Planes

Free-body diagrams help show the forces acting on an object on an inclined plane. A free-body diagram is a simple drawing that focuses only on the object or system being studied. It leaves out extra details so the force problem is easier to analyze and solve. For an example, a 10 kg block is released on a ramp that is 30° to the horizontal. The coefficient of friction is 0.2. The diagram for this block includes the weight from gravity, the normal force, and the frictional force. These are the...

coplanar forces

Coplanar forces act on an object in the same plane. To analyze this kind of system, each force is resolved into x and y components using Cartesian vector form and vector algebra. This makes it possible to test whether the object is in equilibrium. A coplanar system is in equilibrium when the resultant force is zero. That means the sum of the forces in each direction must also be zero. If the forces do not balance, the object is not in equilibrium and will accelerate in the direction of the net...

categories of equilibrium

Types of Equilibrium in Forces

Equilibrium in physics describes how forces act on a body so it stays still or moves at a constant speed. In two-dimensional force systems, equilibrium can be grouped into several categories based on how the forces are arranged. Collinear equilibrium is the simplest case. The forces act along one straight line, so only one force equation is needed in the direction of those forces. The other equations are already satisfied. Coplanar concurrent equilibrium is another category. In this case, all...

key terms and concepts

Learn how coplanar forces are split into x and y components, how equilibrium is tested, and how string tension is found in a three-string system.

Resolving Coplanar Force Components | JoVE K12

JoVE Core Mechanical Engineering offers concise, easy-to-understand animated videos covering key topics such as equilibrium, forces, truss analysis, and structural mechanics. Explore their real-world applications, and witness these concepts in action through scientist-led experiments.

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Resolving Coplanar Force Components

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