Tensión

Transmisión de fuerzas a través de cuerdas, cables y cadenas tensadas ideales y reales.

Idea general del tema

La tensión es la fuerza que una cuerda, cable o cadena transmite entre sus extremos cuando está tirante. Solo puede tirar, nunca empujar, y en el modelo ideal, con cuerda de masa despreciable e inextensible, tiene el mismo valor en todos sus puntos y cambia únicamente su dirección al pasar por una polea sin rozamiento.

Como la tensión es una incógnita que depende de lo que haga el resto del sistema, no se calcula con una fórmula directa: se obtiene de las ecuaciones del movimiento de los cuerpos que la cuerda une. Por eso es el puente entre un cuerpo y otro en problemas de varios cuerpos.

Qué se comprende al terminar

Al terminar, el alumno debe ser capaz de dibujar la tensión como fuerza que tira hacia la cuerda desde cada extremo, plantear la segunda ley en cada cuerpo conectado y despejarla, comprobando que sale positiva.

Asimismo, debe identificar cuándo la aproximación de cuerda ideal deja de valer, por ejemplo con cuerdas pesadas o que se estiran.

Ruta didáctica recomendada

1. Tensión en cuerdas y cables: estudia la tensión en cuerdas y cables en equilibrio y en movimiento, con ejemplos de cargas suspendidas y de cuerpos unidos.

Criterio físico que hay que adquirir

El criterio esencial es dibujar cada cuerpo por separado y poner la tensión en el sentido en que la cuerda tira de él. Si el resultado de la tensión es negativo, la cuerda estaría empujando, lo que es imposible: el sistema no se comporta como se supuso y hay que revisar el planteamiento.

Conexión con problemas reales

• grúas, ascensores y cables de suspensión.
• péndulos y columpios.
• sistemas de poleas y contrapesos.
• cuerdas de escalada y remolques.

Objetivo final del tema

El objetivo final es calcular la tensión en cuerdas ideales dentro de sistemas en equilibrio o en movimiento y reconocer cuándo el modelo de cuerda ideal es insuficiente.