1. Fuerzas
Celia Rodríguez Pérez
 Concepto de fuerza  Relación entre masa
Elementos. Unidades y peso
 Clasificación de  Gravitación
fuerzas y materiales Universal
 Ley de Hooke  Fuerza normal
 Composición de  Fuerza de
fuerzas I
rozamiento
 Composición de
fuerzas II  Relación entre
 Leyes de newton fuerza y movimiento

2. Concepto de Fuerza. Elementos. Unidades.
Se llama fuerza a toda magnitud física que puede producir sobre los cuerpos uno de estos efectos:
Modificar su estado de reposo o
Producir deformaciones
movimiento
Las fuerzas son magnitudes vectoriales, ya que el efecto que producen depende de:
su valor de la dirección del sentido
y
Dirección
tienen los siguientes elementos característicos: Módulo
Sentido
O (punto de aplicación) x
La unidad de fuerza en el S.I. es el Newton :
1N = la fuerza que aplicada sobre un cuerpo de 1 kg de masa le comunica una aceleración de 1 m/s 2
También se utiliza como unidad de fuerza el kilopondio: 1kp = 9,8 N
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3. Clasificación de fuerzas. Clasificación de materiales
el agente productor de la fuerza y el
que recibe la acción están en De contacto elásticas , de rozamiento...
contacto físico
Las fuerzas
pueden ser:
gravitatorias, eléctricas
ambos agentes están separados A distancia , magnéticas, electromagnéticas.
se deforman por acción de la fuerza y no
recuperan su forma después de cesar la
fuerza.
Plásticos
Según respondan a
la acción de una
fuerza, los
materiales se
Rígidos pueden clasificar: Elásticos
no modifican su forma , sólo pueden se deforman y recuperan su forma
sufrir cambios en su estado de reposo o después de cesar la fuerza.
movimiento ( traslaciones o rotaciones)
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4. Medida De Fuerzas. Ley De Hooke
Las fuerzas se miden con unos aparatos llamados dinamómetros
constan de un muelle o resorte que se alarga por acción de una fuerza y de
una escala calibrada que nos permite conocer el valor de la fuerza aplicada
Se basan en la “ La fuerza aplicada a un cuerpo
elástico es directamente
Ley de Hooke proporcional a la deformación que
le produce”
Ejercicos
F = fuerza aplicada
Matemáticamente se expresa: F = k.Dl K = Constantete característica del muelle
Dl = deformación producida
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5. Composición de Fuerzas I
Con frecuencia , sobre un mismo cuerpo actúan varias fuerzas. En Componer fuerzas es determinar el
estos casos, el efecto producido por el conjunto de todas esas valor de la resultante del sistema de fuerzas
fuerzas es equivalente al que produciría una fuerza única llamada
resultante.
a)Fuerzas de la misma dirección
la resultante es otra fuerza de la misma dirección y sentido F1 F2
Del mismo sentido R
y de módulo la suma de los módulos.
De sentido contrario la resultante es otra fuerza de la misma dirección , sentido el
de la mayor y módulos la diferencia de los módulos F2 R F1
b)Fuerzas concurrentes
Gráficamente Aplicando la REGLA DEL PARALELOGRAMO : F2 R
“ Se traza una paralela a cada fuerza , la resultante será
una fuerza con punto de aplicación en el punto de
aplicación de las fuerzas que se componen y extremo a
en el punto de corte de las paralelas trazadas”. F1
Por fórmula R= F12 + F22 + 2F1F2 cosa
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6. Composición de Fuerzas II
c)Fuerzas paralelas
Del mismo sentido De sentido contrario
Gráficamente
Se traza una de las fuerzas paralelamente a sí misma en el punto de aplicación de la otra fuerza y la
otra invertida en el punto de aplicación de la primera, se unen los extremos de las últimas fuerzas
dibujadas , el punto de aplicación de la resultante será el punto de corte con el segmento que une los
puntos de aplicación de las fuerzas que se componen.
F2
L-x x
F2 x
R
F1
F1
R
Por fórmula : F1.x = F2. ( L-x) Por fórmula : F1.x = F2. ( L+x) llamando F1 a la mayor
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7. Leyes de Newton
DINÁMICA
es la parte de la Física que estudia las fuerzas como agentes del movimiento de los cuerpo. Se basa en las
tres leyes de Newton:
1ª LEY DE NEWTON. LEY DE INERCIA.
“ Todo cuerpo permanece en reposo o 2ª LEY DE NEWTON. LEY FUNDAMENTAL DE LA
movimiento rectilíneo uniforme, a no ser que
sobre él actúe alguna fuerza externa” DINÁMICA.
“ La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente
Se llama INERCIA de un cuerpo a la propiedad proporcional a la aceleración que le produce”. La constante
que tiene de oponerse a toda variación en su de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración es la
estado de reposo o movimiento. La medida masa del cuerpo.
cuantitativa de la inercia de un cuerpo es la
MASA que posee. Cuanto mayor es la masa F = m .a La fuerza y la aceleración tienen el mismo sentido
mayor es la fuerza que hay que aplicar para influir
sobre él. La 1ª Ley está recogida en la 2ª , ya que si no actúa ninguna
fuerza sobre el cuerpo la aceleración es cero, y por tanto, el
cuerpo está parado o se mueve con movimiento rectilíneo
uniforme.
3ª LEY DE NEWTON.LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN. ”En la interacción
entre dos cuerpos, el primero ejerce una fuerza sobre el segundo, y a su vez
el segundo ejerce una fuerza igual pero de sentido contrario sobre el
primero” Las fuerzas de acción y reacción no se anulan nunca porque están
aplicadas sobre cuerpos diferentes.
F2 F1
1 2
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8. Gravitación Universal
La LEY DE GRAVITACIÓN
UNIVERSAL DE NEWTON
establece que: M y m masa
Mm d distancia entre ellos
“ Los cuerpos se atraen con F=G G constante de gravitación Universal G = 6,67 10-11 Nm2/kg2
una fuerza que es directamente
proporcional al producto de sus d2 válida para cualquier lugar del
masas e inversamente universo
proporcional al cuadrado de la grandes masas
distancia que los separa” Las fuerzas gravitatorias son mayores para
distancias pequeñas
M .m M En la tierra M = Mtierra
F=G g=G
Como F = P d = Rtierra (para cuerpos próximos a la superficie)
d2 d2
P= m.g
Esta expresión permite
Obtener el valor de la gravedad en otros puntos del Universo Calcular g en función de la altura
MTIERRA MLUNA
es mayor en los polos que en el ecuador
g T= G gL = G
RT2 RL2 mayor a nivel del mar que en lo alto de una montaña
El peso de un cuerpo en cualquier otro lugar del universo dependerá del planeta , satélite ... que ejerza la atracción:
M’. m M = masa del planeta...
P = m . g’ = G m= masa del cuerpo
d2 g’= aceleración de la gravedad en ese planeta
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9. Relación entre masa y peso
Masa Peso
es la cantidad de materia que tiene un es la fuerza con que la Tierra lo atrae.
cuerpo. Tiene un valor fijo y Todos los cuerpos caen hacia la Tierra con
característico para ese cuerpo, vale lo una aceleración de 9,8 m/s2 por lo que la
mismo en la Tierra que en cualquier otro fuerza que actúa sobre ellos es:
punto del Universo. En el S.I. se expresa
en Kg.
P = m .g
MASA PESO
Cantidad de materia que posee un cuerpo Fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo
Propiedad característica de cada cuerpo. Tiene el No es una característica del cuerpo. Tiene diferentes
mismo valor en cualquier punto del Universo. valores, para un mismo cuerpo, dependiendo del
lugar del Universo en el que se encuentre.
Mide la tendencia que tiene el cuerpo a permanecer Depende del valor de la gravedad del lugar en el que
en estado de reposo o movimiento. esté el cuerpo
En el S.I se expresa en Kg En el S.I se expresa en N
Es una magnitud escalar Es una magnitud vectorial
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10. Fuerza Normal
CUERPOS APOYADOS SOBRE UN PLANO HORIZONTAL
N
fuerza con P = peso del cuerpo
que una
superficie N = reacción normal de la superficie de apoyo
actúa sobre
un cuerpo P
apoyado
sobre ella.
CUERPOS APOYADOS SOBRE PLANOS INCLINADOS
Su dirección
es
perpendicular El peso se puede descomponer en dos fuerzas:
N
a la superficie
en el punto Una paralela al plano inclinado que se llama
de contacto y componente tangencial del peso:
su sentido es
hacia el Pt = P.sen a = m.g.sena
cuerpo. Pt
Otra perpendicular al plano inclinado que se
Pn a llama componente normal del peso
Ptn = P.cos a = m.g.cosa
P
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11. Fuerzas de rozamiento
N
F
Son fuerzas que actúan siempre en Fr
contra del movimiento del cuerpo, por
tanto, llevan sentido contrario al
desplazamiento. P
Se producen por la fricción que tiene
lugar entre la superficie del móvil y la
N
superficie sobre la que se mueve, o del
medio que atraviesa ( aire, líquido...) Fr
Experimentalmente se comprueba que
son independientes del área de la Pt
superficie de contacto y de la velocidad
del movimiento y depende de la
naturaleza de las superficies y del grado Pn a
de pulimento de estas.
P
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12. Relación entre fuerza y movimiento
Un cuerpo en REPOSO sometido a una fuerza constante experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente
acelerado en la dirección y sentido de la fuerza.
V0 = 0 MOVIMIENTO RECTILÍNEO
F = constante UNIFORMEMENTE ACELERADO
a F
a = constante
Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de la misma dirección y
sentido que el desplazamiento experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en esa misma
dirección y sentido.
V0 = constante MOVIMIENTO RECTILÍNEO
F = constante v
UNIFORMEMENTE ACELERADO
a = constante
a F
Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de la misma dirección y
sentido contrario al de desplazamiento experimenta un movimiento rectilíneo uniformemente retardado en esa misma
dirección y sentido.
V0 = constante v MOVIMIENTO RECTILÍNEO
F = constante
a = constante UNIFORMEMENTE RETARDADO
F a
Un cuerpo con MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME sometido a una fuerza constante de dirección perpendicular al
desplazamiento experimenta un movimiento circular uniforme ( Se modifica la dirección de la velocidad pero no su
módulo)
v
V0 = constante
F = constante a MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
a = constante
F
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