Fuerzas – Equilibrio Traslacional

FUERZAS • ¿Qué es Fuerza?

Se entiende como fuerza a cualquier acción o influencia que es capaz de modificar el estado de movimiento de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración a ese cuerpo.

Las fuerzas son magnitudes vectoriales

Tipos de fuerzas

• Peso: El peso de un cuerpo es la fuerza con que lo atrae la Tierra y

depende de la masa del mismo.

P = mg

• Normal Es una fuerza debido al contacto, se llama fuerza normal y es

siempre perpendicular a la superficie que se encuentra en contacto.

• Tensión Los hilos y las cuerdas sirven para transmitir fuerzas de un cuerpo a otro. Si en los

extremos de una cuerda se aplican dos fuerzas iguales y contrarias la cuerda se pone tensa; denominándose tensión de la cuerda a cada una de esas dos fuerzas que soporta sin romperse.

• Fuerza de Roce o fricción: Cuando un objeto está en movimiento en una superficie o a través de un

medio viscoso, existe una resistencia al movimiento. Esto se debe a las interacciones entre el objeto y el medio en el que se mueve.

Roce Estático

• Es la fuerza que se opone al inicio del movimiento.

Dependerá de las superficies en contacto (coeficiente de roce estático) y de la fuerza Normal.

fre = μe N

Roce Cinético

• Es la fuerza que se opone al movimiento cuando esté ya se ha iniciado, deteniendo o frenando los objetos sobre las superficies en movimiento.

Depende de las superficies en contacto y la Normal.

frc = μc N

Coeficientes de Roce Estático y Cinético

Leyes del Movimiento

• Primera Ley de Newton: Inercia. Un cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo

uniforme, a menos que una fuerza externa no equilibrada actúe sobre él.

Es decir, en ausencia de fuerzas, un objeto en reposo continuará en reposo y un objeto en movimiento continuará en movimiento con velocidad constante

• Segunda Ley de Newton: Masa

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza neta, éste adquiere una aceleración

que es directamente proporcional a dicha fuerza neta e inversamente proporcional a su masa.

Tercera Ley de Newton: Acción y Reacción

Si un cuerpo A está ejerciendo una fuerza sobre un cuerpo B, entonces el

cuerpo B ejerce una fuerza de igual módulo y dirección, pero de sentido opuesto sobre el cuerpo A.

Diagramas de Cuerpo Libre • Un diagrama de cuerpo libre o diagrama de cuerpo aislado debe mostrar

todas las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo.

• En estos diagramas, se escoge un objeto o cuerpo y se aísla, reemplazando las cuerdas, superficies u otros elementos por fuerzas representadas por flechas que indican sus respectivas direcciones. Por supuesto, también debe representarse la fuerza de gravedad y las fuerzas de roce. Si intervienen varios cuerpos, se hace un diagrama de cada uno de ellos, por separado.

EQUILIBRIO: • Consideremos la suma de las fuerzas A, B, C y D.

• Para cualquier forma de sumar la resultante es cero

Primera Condición de Equilibrio

• Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el es cero. En este caso, tanto Rx como Ry debe ser cero; es la condición para que el cuerpo esté en equilibrio

Condiciones de equilibrio

Cuando la fuerza resultante es nula: La aceleración es cero, la velocidad es constante.

Así, si el objeto está en reposo, continuará en reposo y está moviéndose,

continuará moviéndose con velocidad constante.

Ejemplo 1

Ejemplo 2

Diagrama de fuerzas para el ejemplo 2

Fuerzas en planos inclinados

Ejercicios Equilibrio