1. Las fuerzas como interacción
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| Foto de James Marvin Phelps. CC |
Ya has estudiado el movimiento de los cuerpos. Ahora vas a estudiar las causas del movimiento y de sus cambios. Es decir, ¿por qué se mueven los cuerpos?
Cuando empujas un mueble, golpeas una pelota o estiras un muelle estás interaccionando con el mueble, la pelota o el muelle. Esta interacción hace que se desplace el cuerpo, cambie su velocidad la pelota o se deforme el muelle.
La fuerza es un concepto que se utiliza para cuantificar la interacción entre dos cuerpos.
Por lo tanto, siempre que hablemos de fuerzas estarán presente al menos dos cuerpos. Cuando estiras un muelle, estás haciendo una fuerza sobre él pero el muelle a su vez ejerce una fuerza sobre ti.
Pero ojo: que se produzca una interacción no significa que tenga que haber contacto, también pueden producirse a distancia. Recuerda cómo se mueven los algunos objetos metálicos en las proximidades de un imán.
Si observas los efectos que produce una interacción, notarás que son distintos según sea la intensidad de la misma, la dirección en que se produce, su sentido y el punto donde se aplica. Por esto, una interacción debe representarse mediante una magnitud vectorial.
Actividad
Una fuerza es una magnitud vectorial, manifestación de una interacción entre dos cuerpos, que puede producirse por contacto entre ellos o a distancia. Su efecto es cambiar el estado de movimiento del cuerpo o de deformarlo.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Retroalimentación
Falso
Retroalimentación
Verdadero
Retroalimentación
Verdadero
Retroalimentación
Falso
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| Imagen de elaboración propia |
Cada interacción se mide por una fuerza. Matemáticamente las magnitudes vectoriales se representan por un vector, como ya sabes.
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades (S.I.) es el newton (N). Un Newton es la fuerza capaz de producir una aceleración de 1m/s2 a un cuerpo con una masa de 1 kg.
En muchas ocasiones interesa expresar la fuerza en sus componentes cartesianas:
Ejemplo o ejercicio resuelto
Aplicamos sobre un cuerpo una fuerza de 5 N que forma un ángulo de 30º con el eje horizontal.
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| Imagen de elaboración propia |
a) Haz un esquema donde representes a la fuerza así como al resultado de su descomposición en componentes cartesianas.
b) Calcula el valor numérico de dichas componentes.
Actividad
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| Imagen de elaboración propia |
Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas a la vez, sus efectos son los mismos que los que se producirían con una sola fuerza, llamada fuerza resultante.
La fuerza resultante o fuerza neta se obtiene sumando vectorialmente las fuerzas que actúan sobre el cuerpo:
Para calcular la fuerza neta es muy útil descomponer las fuerzas en sus componentes cartesianas rectangulares y obtener las componentes de la resultante sumando las respectivas componentes.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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Dos hombres empujan un coche aplicando cada uno una fuerza paralela al suelo. El primero hace una fuerza de 200 N y el segundo de 140 N, formando entre ellos un ángulo de 37º. ¿Cuál es la fuerza neta sobre el camión?
AV - Pregunta de Elección Múltiple
AV - Pregunta de Elección Múltiple
Ejemplo o ejercicio resuelto
Sobre un objeto se ejercen 2 fuerzas de 30 y 40 N respectivamente. Calcula la fuerza resultante si:
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| Imágenes de elaboración propia | ||
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2. Ambas fuerzas son opuestas. | 3. Ambas fuerzas son perpendiculares. |