1. Fuerza: Capacidad física para realizar un trabajo o un movimiento. Fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de
modificar su estado de reposo o de movimiento.Para que exista una fuerza es necesaria la presencia de dos cuerpos que
interaccionen.
Sobre un cuerpo pueden actuar dos tipos de fuerzas: Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia:
En el Sistema Internacional, la unidad de fuerza es el newton (N)
Unidades de fuerza
El primer paso para poder cuantificar una magnitud física es establecer una
unidad para medirla.
En el Sistema Internacional (SI) de unidades la fuerza se mide
en newtons(símbolo: N), en el CGS en dinas (símbolo, dyn) y en el sistema
técnico enkilopondio (símbolo: kp), siendo un kilopondio lo que comúnmente
se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.
El peso es una fuerza: Se llama Peso de un cuerpo a la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre. Cuanto
mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre y, por tanto, también será
mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa.
P = m·g (P = Peso, m = masa, g = aceleración de la gravedad).
Masa distinto de peso
La masa de un cuerpo no debe confundirse con su peso. La masa depende de la cantidad de materia que
tiene el cuerpo y es constante, no depende de dónde esté. Se mide con una balanza. El peso de un
cuerpo varía con la gravedad, a mayor gravedad, mayor peso. No es lo mismo el peso en la Tierra que el
peso en otro planeta. Se mide con un dinamómetro.
Las fuerzas producen deformaciones
Uno de los efectos que producen las fuerzas sobre los cuerpos son las deformaciones. Los sólidos se clasifican en dos grupos:
deformables y no deformables.
- Sólidos deformables: Son aquellos que se deforman al aplicarles una fuerza. Se clasifican en dos grupos:
Cuerpos plásticos: Se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma inicial al dejar de actuar dicha fuerza.
Ejemplos: Plastilina, cera, manteca, etc.
Cuerpos elásticos: Se deforman por la acción de una fuerza pero recuperan su forma inicial cuando deja de actuar la fuerza.
Ejemplos: Gomas elásticas, muelles, etc.
Sólidos no deformables: Se llaman también sólidos rígidos. Si las fuerzas que actúan son muy grandes, se pueden romper,
produciéndose una ruptura o fractura.
Las fuerzas producen movimiento
Las fuerzas son capaces de cambiar la posición de un cuerpo, de moverlos.
Movimiento: Un cuerpo se mueve cuando, al actuar sobre él una fuerza, cambia de posición respecto a un punto de referencia
que consideramos fijo. Cualquier cuerpo en movimiento se denomina Móvil.
Posición, espacio recorrido y desplazamiento
Posición: Es la distancia desde donde está al punto al sistema de referencias usado para estudiar el movimiento.
Trayectoria: Es la línea que describe un móvil en su movimiento. Si la trayectoria es una línea recta, el movimiento es
rectilíneo y si es una curva, es curvilíneo.
Espacio recorrido: Es la distancia que recorre un móvil medida sobre la trayectoria.
Desplazamiento: Distancia, medida en línea recta, que une dos posiciones distintas de un móvil.
Según su punto de aplicación:
a) Fuerzas de contacto: son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la
recibe.
Un golpe de cabeza a la pelota, sujetar algo, tirar algo, etc.
b) Fuerzas a distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza y quien la recibe no entran en contacto físicamente.
El ejemplo más familiar de una fuerza de este tipo es la atracción gravitatoria terrestre, responsable de que todos los cuerpos
caigan hacia el suelo. Otro ejemplo es la fuerza que un imán ejerce sobre otro imán o sobre un clavo.
Según el tiempo que dura la aplicación de la fuerza:
a) Fuerzas impulsivas: son, generalmente, de muy corta duración, por ejemplo: un golpe de raqueta.
b) Fuerzas de larga duración: son las que actúan durante un tiempo comparable o mayor que los tiempos característicos del
problema de que se trate.
Por ejemplo, el peso de una persona es una fuerza que la Tierra ejerce siempre sobre la persona. La fuerza que ejerce un
cable que sostiene una lámpara, durará todo el tiempo que la lámpara esté colgando de ese cable. La fuerza que ejerce el
cable sobre un teleférico durará mientras ahí esté.
Cantidad vectorial
Una fuerza es una cantidad vectorial. ¿Qué significa esto?
Significa que tiene tres componentes:
— un valor, que viene dado por un número y una unidad de medida (25 Newton, por ejemplo).
— una dirección, que vendría a ser la línea de acción de la fuerza (dirección vertical, por ejemplo).
— un sentido, que vendría a ser la orientación, el hacia dónde se dirige la fuerza (hacia arriba, por ejemplo).
Un newton es la fuerza que, al ser
aplicada a un cuerpo de masa 1
Kilogramo, le comunica una aceleración
de 1 metro por segundo al cuadrado.
2. Estos tres componentes deben estar incluidos en la información de una fuerza.
Las fuerzas se pueden sumar y restar. No tiene sentido físico el multiplicarlas o dividirlas.
TIPOS DE FUERZAS
Fuerzaaplicada
La fuerza aplicada se transfiere de una persona u objeto a otra persona u objeto. Si un hombre está empujando su silla
al otro lado de una habitación, él está utilizando la fuerza aplicada sobre la silla.
Fuerzagravitacional
Los objetos grandes tienen una fuerza gravitacional que atrae objetos más pequeños. El mejor ejemplo de una fuerza
gravitatoria es la interacción de la Tierra con las personas, animales y objetos. Incluso la Luna es atraída hacia la
Tierra por una fuerza gravitacional.
Fuerzade fricción
La fricción se produce cuando un objeto se mueve, o intenta moverse, a través de una superficie y la superficie se
opone al movimiento del objeto. La cantidad de fricción que se genera depende de la fuerza de las dos superficies que
están siendo empujadas juntas y la naturaleza de las mismas. Por ejemplo, empujar un libro a través de una superficie
cristalina no crea mucha fricción, mientras que deslizar tus pies sobre la alfombra producirá más fricción.
Fuerzade resistenciadelaire
La resistencia del aire actúa sobre los objetos a medida que viaja a través del aire. Esta fuerza se opondrá al
movimiento, pero sólo los factores cuando los objetos viajan a altas velocidades o tienen un área de superficie
grande. Por ejemplo, la resistencia del aire es menor en una computadora portátil que cae de la mesa que en un
cometa que cae de un árbol.
Fuerzade tensión
La tensión pasa a través de cadenas, cables, cuerdas o alambres cuando están siendo extraídos en direcciones
opuestas. La fuerza de tensión se dirige a lo largo de la longitud del alambre y tira igualmente en los objetos situados
en los extremos opuestos de la cadena, cable, cuerda o alambre.
Fuerzaelástica:La fuerza elástica se ejerce cuando un resorte comprimido o estirado trata de volver a un estado inerte.
La cadena siempre quiere volver al equilibrio y hará lo que pueda para hacerlo.
Fuerzaeléctrica:La fuerza eléctrica es una atracción entre objetos cargados positiva y negativamente. Cuantomás cerca
los objetos estén el uno del otro, mayor será la fuerza eléctrica.
Fuerzamagnética
La fuerza magnética es una fuerza de atracción por lo general asociada con las corrientes eléctricas y los imanes.
Atrae fuerzas opuestas. Cada imán tiene un extremonorte y uno sur, cada uno de los cuales atrae a los extremos
opuestos del otro imán. Por ejemplo, un extremo de norte magnético atraerá unextremomagnético sur, y viceversa.
Los extremos norte de los imanes se repelen entre sí, y viceversa. Los imanes también crean una fuerza de atracción
de ciertos metales.
Fuerzade empuje haciaarriba
La fuerza de empuje hacia arriba es más comúnmente conocida como la flotabilidad. Este es el empuje hacia arriba
causado por la presión del fluido en objetos, tales como la presión que permite que los barcos floten.
Fuerza electromagnética: es la que repercute sobre aquellos cuerpos que se encuentran eléctricamente cargado. Está
presente en las transformaciones químicas y físicas tanto de átomos como de moléculas.
Interacción nuclear fuerte: es la que logra mantener los componentes de los núcleos atómicos unidos. Actúa entre dos
nucleones, neutrones o protones de forma indistinta y tiene mayor intensidad que la electromagnética.
