2. • Comprender qué es una fuerza y los
cambios que provoca en la Naturaleza.
3. • La definición de Fuerza
• Los diferentes conceptos ligados a ella que
se presentan
• Los ejemplos de problemas que se tratan
4. Causa capaz de modificar el estado de inercia
(reposo o movimiento) de los cuerpos o producirle
una deformación. La fuerza no es característica de
un cuerpo, es el resultado de una interacción
(acción entre dos objetos) no existe en un objeto
solo. Es una magnitud vectorial y su unidad es el
Newton (N) en el S.I.
5. Se representa por medio de una flecha dibujada a
escala y tiene las siguientes características:
• Módulo o magnitud: Es el valor escalar (números y
unidades del vector)
• Dirección: Es la línea sobre la cual actúa
• Sentido: Es el punto hacia el que se dirige(se
representa por la punta de la flecha)
• Punto de aplicación: Es el punto sobre el cual
actúa (de él sale o ahí llega)
También se representa por F que es un vector con
magnitud F y sentido
O E
P
60N
6. Cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo, la
fuerza suma de todas se llama Resultante.
Resultante R su magnitud es R.
Cuando las fuerzas son colineales (tienen la misma
línea de acción) éstas se suman o restan de acuerdo
al sentido que tengan
30N 40N 50N
FR = 40N + 50N – 30N = 60N hacia el E
7. Cuando las fuerzas son concurrentes (salen o llegan
a un punto) se utiliza un método llamado del
paralelogramo, pues se dibuja una figura con lados
paralelos (Cuadrado, rectángulo, rombo)
Ejemplo: Sumar las siguientes fuerzas:
F1=60N 20° y F2=40N 100°
1. Consideremos una escala y la relacionamos con las
fuerzas: Escala 1cm=10N; F1=6cm y F2=4cm
2. Dibujamos los vectores desde el mismo punto
8. 3. Trazamos paralelas a cada una de las fuerzas
4. Unimos el punto inicial con el cruce de las paralelas
5. Medimos la longitud y lo relacionamos con la escala:
FR= 7.7cm = 77N
6. Para saber el sentido medimos el ángulo con un
transportador y nos da que la Fuerza resultante es:
FR= 77N 50°
20°
100°
50°
9. Cinemática: Estudia el movimiento de los cuerpos sin
considerar las causas que lo originan
Dinámica: Estudia el movimiento considerando las causas que
lo originan
f
FA
Fg
N
N= Fuerza Normal
Fg= Fuerza de gravedad
F= Fuerza de Fricción
FA= Fuerza aplicada
La fuerza de fricción es la fuerza que se opone a que una superficie se deslice
sobre otra, puede ser:
Estática: Fuerza que hay que vencer para que un cuerpo en reposo se mueva
Cinética: Fuerza que hay que vencer para que un cuerpo en movimiento se
siga moviendo
La fricción depende de la naturaleza de las superficies: Más rugosa, más
fricción, más lisa, menos fricción. Para facilitar el movimiento, disminuimos la
fricción, pero ésta sirve para: caminar, que las llantas de los autos giren, etc.
Lo cual sería imposible en un mundo sin fricción
10. 1ª. Ley de Newton. Todo cuerpo tiende a mantenerse en
reposo o Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) a menos que
una fuerza modifique ese estado.
Si un caballo se detiene, el jinete sale despedido pues sigue en
movimiento, por eso debemos usar el cinturón de seguridad
en un auto. Para que un cuerpo esté en reposo o MRU, la suma
de fuerzas que actúan sobre él debe ser cero.
11. 2ª. Ley de Newton. La fuerza aplicada a un cuerpo le
produce una aceleración directamente proporcional
a la fuerza e inversamente proporcional a la masa
del cuerpo.
m
F
a de donde: F=ma
F= Fuerza (N)
m=masa (Kg)
a=aceleración (m/s2)
En el sistema internacional (SI), la Fuerza se expresa en
Newtons (N) pero si medimos la masa en gramos y la
aceleración en cm2 entonces la medimos en dinas
12. Calcular la aceleración que se produce sobre un
cuerpo de 200 kg. al que se le aplica una fuerza de
800 N.
Tenemos que a=?, F=800N y m=200kg
Aplicaremos la fórmula:
m
F
a
Al sustituir valores obtendremos: a=800/200
Por lo que el resultado es: a= 4 m/s2
13. 3ª. Ley de Newton. A toda acción (causa)
corresponde una reacción (efecto) de la misma
magnitud, pero de sentido contrario. En esta ley
podemos observar:
• Las fuerzas se presentan en pares (acción, reacción)
• Están dirigidas en sentidos contrarios
• Actúan sobre distintos cuerpos
• Son instantáneas
Cuando caminamos y existe fricción, empujamos el piso hacia
atrás y éste como reacción nos empuja hacia adelante.
Estas leyes nos permiten explicar
las causas del movimiento
14. Expresada por Newton, dice que: “La fuerza de
atracción entre dos cuerpos es directamente
proporcional al producto de sus masas e
inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa”.
2
21
d
mm
GF
F= Fuerza gravitacional (N)
G= Constante de gravitación universal = 6.67 X 10-11 (Nm2/kg2)
m1, m2= masa de los objetos (kg)
d= distancia entre los objetos (m)
Debido a que el valor de G es muy pequeño, el efecto de esta
fuerza solamente es notorio si las masas son muy grandes,
pero su efecto se puede notar en la atracción que la tierra
ejerce sobre cuerpos pequeños, a la cual llamamos Peso.
w=mg donde: w= Peso (N), m= masa (kg) y g= aceleración de la gravedad =
9.8 m/s2
15. Juan y Luisa tienen masas de 75 kg y 45 kg; si están
separados 2m. ¿Cuál es la fuerza gravitacional entre
ellos?
Tenemos que F=?, m1=75kg, m2=45kg y G= 6.67 X 10-11 Nm2/kg2
Aplicaremos la fórmula:
Al sustituir valores obtendremos: F= (6.67 X 10-11) (75X45)/22
Por lo que el resultado es: F= 5627.8 X 10-11 N
2
21
a
mm
GF
16. Energía: Capacidad de un cuerpo para realizar un
trabajo. Los cuerpos pueden poseer energía por su
movimiento y por su posición.
Energía Potencial: Energía que tiene un cuerpo debido a su
posición. Oposición a la fuerza de atracción gravitacional
Ep=mgh, donde Ep=Energía Potencial (Joule), m=masa del
cuerpo (kg), g=aceleración de la gravedad=9.8 m/s2, a=altura a
la que está el cuerpo (m)
Energía Cinética: Energía que tiene un cuerpo debido a su
movimiento.
Ec= mv2/2, donde Ec=Energía Cinética, m= masa (kg) y v=
velocidad con que se mueve el cuerpo
Energía Mecánica: Suma de la Ep y la Ec de un cuerpo
Em=Ep+Ec
17. “La energía no se crea ni se destruye, sólo se
transforma”
Emi=Emf
Epi+Eci=Epf+Ecf
Este principio es válido solamente si se considera
que no hay ningún tipo de fuerza que la disipe.
18. Un clavadista de 80 kg se lanza desde una altura de 10 m de
altura.
Calcula:
a) Las energías cinética y potencial que tiene antes de
lanzarse
b) Las energías cinética y potencial al chocar con el agua
c) La velocidad al llegar al agua
a)
Tenemos que Ep=mgh y Ec= mv2/2 por lo que, al sustituir
valores en las fórmulas obtenemos:
Ep=80X9.8X10 por lo que la Ep=7840 J y Ec=80X02/2 por lo que
Ec=0 J
19. b)
La Ep=80X9.8X0 (ya no tiene altura) por lo que Ep=0
Para la Ec, necesitamos encontrar la velocidad con la que llega
el clavadista al agua, por lo que necesitamos obtener ese dato.
Si consideramos que la Emi=Emf, entonces tenemos que:
Emi=Epi+Eci = 7840+0= 7840 J
Entonces Emf=0+Ecf, por lo que Ecf=7840J
Para encontrar la v, tenemos que:
Por lo que v= 14m/s que es la respuesta de
la pregunta c
Y tenemos entonces que Ec= mv2/2 = Ec=(80(14)2)/2=7840 J
ghv 2
)108.9(2 xv
20. Ley de las Cargas: Cargas del mismo signo se repelen, cargas
de signos diferentes se atraen.
Ley de Coulomb: La fuerza con que se atraen o rechazan dos
cargas es directamente proporcional al producto de las
cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la
distancia que las separa. La unidad de carga es el Coulomb (C)
2
21
d
qKq
F
F= Fuerza (N)
K= Constante de Coulomb= 9 X 109 (Nm2/C2)
q1, q2= cargas(C)
d= distancia entre las cargas (m)
d
q1 q2
21. Los átomos son eléctricamente neutros pues tienen la misma
cantidad de cargas positivas y negativas.
Electrización: Pérdida o Ganancia de electrones. Formas de
electrizar:
Frotamiento: Friccionar dos cuerpos de diferente naturaleza,
uno gana y otro pierde electrones.
Contacto: Tocar un cuerpo con otro electrizado. Hay paso de
electrones.
Inducción: Electrizar un cuerpo con otro previamente
electrizado sin que haya contacto entre ellos.
22. ¿Con qué fuerza se rechazan dos cargas de 8C y 4C separadas
1.5m?
Tenemos la siguiente información: F=?, q1=8C, q2=4C, d=1.5
cm y K=9X109 Nm2/C2
Para encontrar la fuerza utilizamos la fórmula:
Al sustituir valores tenemos= F=(9X109)(8)(4)/(1.5)2
Por lo que el resultado es: 128 N
2
21
d
qKq
F
23. Magnetismo: Propiedad que tienen algunos materiales de
atraer el hierro, el cobalto y el níquel.
Imán: Material que posee propiedades magnéticas.
Los imanes pueden ser naturales siprovienen directamente de
la tierra (magnetita) o artificiales si son creados por algún
medio (electroimanes).
Un imán tiene dos polos (norte y sur) que es donde existe el
mayor magnetismo, éstos no pueden separarse, pues si un
imán se divide, quedarán dos imanes con ambos polos.
24. Alrededor de un imán se produce un campo magnético
formado con líneas de fuerza que convencionalmente salen del
polo norte al polo sur.
Hay materiales que reaccionan con los imanes
(ferromagnéticos) y otros que no reaccionan con éstos
(paramagnéticos). Un imán se puede desmagnetizar
calentándolo o golpeándolo.
“Dos polos del mismo nombre se rechazan y dos polos de
nombres diferentes se atraen”
25. Como puedes observar, los cuerpos interactúan entre si de
diferentes maneras provocando cambios entre ellos, siempre que
hay una interacción, esta produce una fuerza.
Recuerda siempre el método general estudiado para la resolución
de problemas.
Repasa los conceptos y ejercicios presentados para que se te
facilite la identificación y resolución de los mismos.
