Fuerzas Desequilibradas
Las fuerzas desequilibradas no se cancelan; producen una fuerza neta distinta de cero que cambia la rapidez o la dirección de un objeto.
Definition
Las fuerzas desequilibradas son fuerzas que no se cancelan: un lado gana, así que el objeto empieza a moverse, se detiene, acelera, frena o gira. Las fuerzas están desequilibradas cuando la fuerza neta no es cero, y el objeto acelera en la dirección de esa fuerza neta, cambiando su rapidez, su dirección, o ambas, con una fuerza neta mayor dando más aceleración para una masa dada. En símbolos, $\vec{F}_{\text{net}} \neq 0$ y según la segunda ley de Newton $\vec{a} = \vec{F}_{\text{net}}/m$. La fuerza neta puede estar desequilibrada a lo largo de un eje mientras está equilibrada a lo largo de otro, que es la situación de un objeto que se desliza sobre un piso horizontal: las fuerzas verticales se cancelan, las horizontales no. El movimiento circular uniforme es un caso de una fuerza perpetuamente desequilibrada de magnitud constante.
Example
En un juego de tira y afloja donde un equipo jala más fuerte, la cuerda se mueve hacia el equipo más fuerte porque las fuerzas están desequilibradas. Un nadador de $60\ \text{kg}$ que se impulsa desde la pared con $240\ \text{N}$ contra $60\ \text{N}$ de resistencia del agua siente una fuerza neta de $180\ \text{N}$ y acelera a $180 \div 60 = 3\ \text{m/s}^2$. En movimiento circular, una pelota de $0.50\ \text{kg}$ atada a una cuerda de $2.0\ \text{m}$ que se mueve en un círculo horizontal a $4.0\ \text{m/s}$ necesita una fuerza centrípeta desequilibrada de $F = mv^2/r = 0.50 \times 16/2.0 = 4.0\ \text{N}$, proporcionada por la tensión de la cuerda y siempre dirigida hacia el centro.
Key Insight
Cada vez que ves que algo cambia su movimiento, hay fuerzas desequilibradas en acción; una pelota rodando que se detiene está siendo afectada por una fuerza de fricción desequilibrada. Se necesitan fuerzas desequilibradas para cambiar el movimiento, no para mantenerlo, así que una vez que la nadadora se desliza, solo la fricción, una fuerza desequilibrada hacia atrás, la frena. La dirección de la fuerza neta es la dirección de la aceleración, no necesariamente la dirección del movimiento. Una pelota lanzada hacia arriba se mueve hacia arriba mientras la fuerza desequilibrada de la gravedad apunta hacia abajo.