2o ciclo Problema con aplicación medica, leyes de Newton.

[Albert_86]

Hola muy buenas a todos,


Quisiera pedir ayuda sobre un problema que llevo ya días tratando de solucionar, es perteneciente al libro fundamentos de física de Rex & Wolfson. Intento aplicar la segunda ley de Newton pero no logro encajar las ecuaciones para llegar al razonamiento correcto. Me genera algunas dudas sobre si debo aplicar trigonometría a planos inclinados en esta situación, la verdad es que no acabo de tenerlo claro porque es un sistema de poleas que generan un “equilibrio”. El asunto es que no logro entender bien cómo aplicar las leyes de Newton en este tipo de situación concreta. La solución es 113N, está en el solucionario, lo que quiero es entenderlo.


Es un problema con aplicaciones médicas, dejo la imagen y el enunciado:

Collarín. Un paciente con lesiones en el cuello necesita sentarse erguido y con una fuerza constante aplicada verticalmente hacia arriba a su collarín, utilizando el sistema de cables y poleas que se muestra en la figura. Si w=100 N, ¿qué fuerza neta ascendente ejerce este sistema sobre el collarín?

Muchas gracias!

[Alriga]

Re: Problema con aplicación medica, leyes de Newton.

Hola Albert, bienvenido a La web de Física, como nuevo miembro lee con atención Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

Pues o a mí se me escapa algo, o "la solución es 113 N" está mal.



Si la cuerda es inextensible en la parte de arriba del sistema hay una fuerza de 100 N hacia arriba. El sistema lo que hace es descomponer esa fuerza vertical de 100 N en componentes tanto horizontales como en la dirección de las cuerdas. El sistema es simétrico respecto de la línea que he dibujado en rojo, por lo tanto las fuerzas horizontales que aparezcan a la izquierda deberán compensarse con las que aparezcan a la derecha, sino el sistema se movería haca la derecha o hacia la izquierda. Por lo tanto la fuerza neta que el collarín ejerce sobre la barbilla han de ser los mismos 100 N verticales.

Cada uno de los tirantes de 60º tira con una fuerza de módulo

$F_t=\dfrac{100/2}{\sin 60\º}=57.74 \ N$ y ángulo 60º el tirante de la derecha y 120º el de la izquierda.

Pero la fuerza que ejercen los dos a la vez NO ES

$\cancel{57.74 \cdot 2}=115.47 \ N$

No es así debido a que son fuerzas, que son vectores, y por lo tanto hay que hacer la suma vectorial. Sumando vectorialmente, se obtiene que la fuerza total es de

$(57.74 \cdot \sin 60\º)\cdot 2=100 \ N$ hacia arriba.

Por lo tanto opino que la solución correcta es 100 N

Saludos.