Fuerza y sus efectos


Actividad Nº 806



 

1- ¿Qué es fuerza?

Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación en él. 

 

1.1- ¿En qué se miden las fuerzas?

La unidad de medida de la fuerza en el Sistema Internacional es el newton (N), pero de acuerdo al sistema utilizado, varía la unidad de medida. También se mide en dinas (din) en el Sistema CGS y kilogramo fuerza o kilopondio en el Sistema Técnico.

Las fuerzas producen determinados efectos que no dependen sólo de su valor, módulo o intensidad, sino de la dirección y el sentido de la misma. Estas características les confieren un carácter vectorial a las mismas.

Por ejemplo, al aplicar la misma fuerza F sobre una escalera, variando las direcciones y el sentido de la fuerza, el cuerpo modifica su estado de distintas formas.


Este tipo de magnitudes se representa por vectores. Por lo tanto, la fuerza es un vector ya que posee:

a) Módulo: nos indica lo " grande " o "pequeña" que es la fuerza y se representa con la longitud mayor o menor del segmento.


b) Dirección:  Señala la línea de acción del vector, es decir, el ángulo en el que es aplicada la fuerza respecto a un eje.

 


 

c) Sentido: de un vector nos indica hacia qué lado de la recta apunta o está aplicada la fuerza. Cada dirección tiene dos sentidos.


 

d) Punto de aplicación: de un vector nos indica el lugar exacto donde se aplica la fuerza.
 

 

1.2- Tipos de fuerza
Existen fuerzas que actúan por contacto entre el cuerpo que produce la fuerza y el que la recibe. Otras veces, las fuerzas de aplican a distancia.
 
 
Fuerza de contacto
Son aquellas que ejercen mutuamente los cuerpos cuando entran en contacto directo, como empujar el coche del bebé o cuando el futbolista patea la pelota.
 
Fuerza de contacto
 
 
Fuerza a distancia
Son aquellas que ejercen los cuerpos sin la necesidad de entrar en contacto directo, como la hoja que cae del árbol, la atracción de un imán sobre un metal.
 
Fuerza a distancia
 
Ambas fuerzas son representadas por una flecha, cuyo origen es el cuerpo donde se recibe la fuerza y tiene la dirección en la que se ejerce dicha acción.
 
 
 
1.3- Fuerzas fundamentales del universo
 
- Fuerza gravitatoria.
- Fuerza electromagnética.
- Fuerzas nucleares (fuerte y débil).
 
 
La magnitud de la fuerza gravitacional
La fuerza peso que la Tierra ejerce sobre un cuerpo en las cercanías de su superficie se representa mediante la siguiente expresión matemática:
 
p = m  g
 
Donde p corresponde al peso medido en newton (N), m a la masa medida en kilogramos (kg) y g a la aceleración de gravedad, cuyo valor en la superficie de nuestro planeta es aproximadamente constante e igual a 9,8 m/s2.
 
Una característica importante es que la fuerza gravitacional varía de acuerdo a la distancia. Cuando un cuerpo se aleja de la Tierra, la fuerza gravitacional que se ejercen mutuamente disminuye; y cuando se acercan, esta fuerza aumenta.
 
La aceleración de gravedad se define como el incremento constante en la velocidad por unidad de tiempo que experimenta un cuerpo en caída libre sobre un cuerpo celeste.

Ejercicios:

De acuerdo a las aceleraciones de gravedad de los siguientes planetas, compara el peso de un astronauta (masa= 80 Kg) en:

La Luna (1,62 m/s2) =

Júpiter  (24,79 m/s2) =

Tierra (9,8 m/s2) =

Mercurio (3,7 m/s2) =

Venus (8,87 m/s2) =

Urano (8,69 m/s2) =

Neptuno (11,15 m/s2) =

Plutón (0,62 m/s2) =

¿En qué planeta el astronauta pesa más?

¿En qué planeta el astronauta pesa menos?
 
 
1.4- Efectos de la fuerza sobre los cuerpos
 
1.4.1- 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.


Deformación indefinida que es la que sufren los cuerpos plásticos o inelásticos, estos  no recuperan su forma inicial una vez que cesa la fuerza.
 
 
1.4.2- Modifican su estado de reposo o de 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.



movimiento

 

¿Rapidez o velocidad?
En física es importante hacer diferencia entre rapidez y velocidad.

La primera es qué tan aprisa se mueve un cuerpo en el tiempo, es una magnitud escalar.

 .Rapidez = distancia / tiempo

La distancia se mide en metros (m) y los tiempos están en segundos (s)

La segunda hace referencia a qué tan aprisa se mueve un cuerpo y cuál es la dirección que este lleva en el tiempo, es una magnitud vectorial.

 


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

 

 


 


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