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2 Las fuerzas
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Esquema de contenidos
Las fuerzas y las deformaciones Operaciones con fuerzas
Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
La ley de Hooke Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Límite de elasticidad Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
Equilibrio
Las fuerzas y el movimiento
Movimiento rectilíneo
Las fuerzas como causa del cambio de movimiento
Fuerza de rozamiento
Primer principio de la dinámica
Movimiento circular uniforme
Segundo principio de la dinámica
Tercer principio de la dinámica
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Para empezar, experimenta y piensa
Fuerza de rozamiento
Si intentamos Si entremezclamos las
desplazar un libro páginas e intentamos
sobre otro, tenemos separa los libros…. ni los
que aplicar una fuerza dos alumnos más
para vencer el fuertes lo conseguirán.
rozamiento entre
ambas superficies.
Tensión y peso
¿En qué bote caerá la
bola si la cuerda
se rompe?
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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos
Un cuerpo puede ser rígido, elástico o plástico dependiendo de la materia de que
esté hecho y de la fuerza que apliquemos.
RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS
No se deforman por Se deforman por la acción de Se deforman por la acción de una
acción de una fuerza. una fuerza, pero recuperan su fuerza y no recuperan su forma
forma original cuando original cuando desaparece
desaparece la fuerza, sino que quedan
la fuerza. deformados permanentemente.
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La ley de Hooke
La ley de Hooke dice que cuando se aplica una fuerza
a un muelle, le provoca una deformación
directamente proporcional al valor de esa fuerza.
F = k⋅ ∆ l
El alargamiento de los muelles es
proporcional al peso que colguemos
de ellos.
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Límite de elasticidad
Límite de elasticidad
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Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
Fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.
Misma dirección y sentido
F1 = 6 N
R = 11 N
F2 = 5 N
El módulo es la suma de los módulos
Misma dirección y sentidos opuestos
F1 = 6 N
R= 2 N
F2 = 4 N
El módulo es la diferencia de los módulos
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Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Regla del paralelogramo
→
→ R →
F2 → R
F2
→
F1 →
F1
Regla del polígono
→ →
→ R F4
→ F3
F4
→ →
F2 F3
→
→ → F2
F1 F1
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Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
Fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; es decir, son paralelas.
Misma dirección y sentido
▪ Dibuja las fuerzas F1 y F2 en los extremos de la barra.
O
→ ▪ En el punto de aplicación de una de ellas, por ejemplo, F1,
F1 → dibuja una fuerza igual a F2. En el de la otra, por ejemplo F2, dibuja
F2
→ una fuerza opuesta a la primera, F1.
R
Misma dirección y sentido contrario
→
F1 O
→
R
→
F2
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Equilibrio
Un cuerpo está en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien cuando actúan varias fuerzas
concurrentes de forma que la resultante de todas ellas es 0.
→
→ R
F2
→
→ F1
E
En la balanza romana, la
pesa se desplaza hasta
conseguir el equilibrio.
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Primer principio de la dinámica
v4
v1 v5 v6
v3
v2
Su velocidad va aumentando. Su Su velocidad va disminuyendo. Su Su velocidad es constante.
movimiento es acelerado. movimiento es decelerado.
Primer principio de la dinámica de Newton
«Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba
en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose con MRU».
Cuando el coche arranca, te mantienes pegado al Cuando el coche frena, te desplazas hacia adelante, ya
asiento, ya que tiendes a seguir en reposo. que tiendes a seguir en movimiento.
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Segundo principio de la dinámica
«Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección y sentido que la
fuerza, de forma que:
→ →
; o bien F = m ⋅ a → F = m ⋅ a F/a = m
Si sobre el cuerpo actúa más de una fuerza, el principio se expresa así:
→ →
∑F=m⋅ a
Si medimos el tiempo «t» que tarda el carrito en
→ hacer un cierto recorrido «s», conoceremos la
a
aceleración «a» por la expresión:
→
F
m
s =½ at2
s
Peso
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Tercer principio de la dinámica
«Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de
sentido contrario denominada reacción». Las fuerzas aparecen por parejas (interacción).
El peso (P) de un cuerpo es la fuerza →
→ con que la Tierra lo atrae. Cuando un
P N
cuerpo cae por acción de su propio
peso, se mueve con la aceleración de
la gravedad,
a = g = 9,8 m/s2. Teniendo en cuenta
el principio fundamental
→ →
-P de la dinámica: P
→ → → →
F=m⋅a → P=m⋅g
Se llama fuerza normal (N) a la fuerza de
reacción de un plano sobre un
cuerpo que está apoyado en él. Es una
fuerza perpendicular al plano y de
sentido opuesto al del apoyo.
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Movimiento rectilíneo
Movimiento rectilíneo uniforme
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta:
→ → → →
∑F = m ⋅ a Si ∑F = 0 → 0 = m ⋅ a
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que actúan una o más fuerzas, de
manera que su resultante sea constante y tenga la dirección del movimiento.
El plano inclinado
→
Px
α →
→ → Py
P P
Px
El peso no influye en su movimiento sen α = → Px = P · sen α
P
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Fuerza de rozamiento
El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento
→
N
→ →
Froz Fmotor
→
P
Froz = μ · N
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Movimiento circular uniforme
Aceleración normal o centrípeta
v2
ac =
r Los caballitos del tiovivo
siguen un movimiento
Fuerza centrípeta circular uniforme.
v2
Fc = mac = m = mω2r
r
→
→ v
v →
ac
→ →
→ ac
ac Fc
→ → →
Fc Fc Fc
→ →
v ac
→
v
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Enlaces de interés
Operaciones con fuerzas Fuerzas en un plano inclinado
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