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Maritza Vivas Narváez
• Una fuerza es algo que cuando actúa
sobre un cuerpo, de cierta masa, le
provoca un efecto.
• Ej: al levantar pesas, al golpear una
pelota con la cabeza o con el pie, al
empujar algún cuerpo sólido, al tirar
una locomotora de los vagones, al
realizar un esfuerzo muscular al
empujar algo, etcétera siempre hay un
efecto.
TIPOS DE FUERZA
De contacto
A nivel atómico pueden ser causadas
por fuerzas de campo
De campo
Fuerzas gravitacionales entre objetos
Fuerzas electromagnéticas entre cargas eléctricas
Fuerzas débiles de decaimiento radioactivo
Fuerzas fuertes subatómicas
FU
ER
ZA
S D
E C
AM
PO
• 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 newton(símbolo: N), en el CGS en dinas (símbolo, dyn) y en
el sistema técnico en kilopondio (símbolo: kp), siendo un
kilopondio lo que comúnmente se llama un kilogramo, un
kilogramo fuerza o simplemente un kilo.
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.
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).
Estos tres componentes deben estar incluidos en la información de
una fuerza.
«Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento
rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.»
La primera ley de Newton sirve para
definir un tipo especial de sistemas de
referencia conocidos como marco
inercial, que son aquellos sistemas de
referencia desde los que se observa
que un cuerpo sobre el que no actúa
ninguna fuerza neta se mueve con
velocidad constante.
La tendencia de un
objeto a resistir
cualquier intento por
cambiar su velocidad se
llama Inercia
• Es la propiedad de un objeto que especifica cuanta resistencia
muestra un objeto para cambiar su velocidad, siendo su unidad
en el sistema Internacional el Kilogramo (Kg).
La magnitud de la aceleración
de un objeto es inversamente
proporcional cuando sobre el
actúa una fuerza conocida.
La masa y el peso son
cantidades diferentes, ¿Por
qué?, Explique.
«Cuando se ve desde un marco de referencia inercial, la aceleración
de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que
actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa»
𝒂 = 𝑭
𝒎
La aceleración se debe
a la fuerza que actúa
sobre el objeto.
Un objeto no experimenta aceleración. ¿Cuál de los
siguientes no puede ser cierto para el objeto:
a) Una sola fuerza actúa sobre el objeto.
b) No actúan fuerzas sobre el objeto.
c) Sobre el objeto actúan fuerzas pero estas se cancelan.
Todos los objetos son atraídos hacia la
Tierra. La fuerza de atracción que ejerce
la Tierra sobre un objeto se llama fuerza
gravitacional 𝐹𝑔. Esta fuerza se dirige
hacia el entro de la tierra y su magnitud
se llama peso del objeto.
𝐹𝑔 = 𝑚𝑔
Dado que g disminuye a medida que crece la distancia con
respecto al centro de la tierra, los objetos pesan menos a
mayores altitudes que a nivel del mar.
Suponga que habla por teléfono interplanetario a un amigo que
vive en la Luna. El le dice que acaba de ganar un newton de oro
en un concurso. Con excitación, usted le dice que entro a la versión
terrícola del mismo concurso y que también ganó un newton de
oro, ¿Quién es más rico?
a) Usted.
b) Su amigo.
c) Ambos son igualmente ricos.
«Si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza
sobre A otra acción igual y de sentido contrario».
La tercera ley es completamente original de Newton (pues las
dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras
por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la
mecánica un conjunto lógico y completo.
Un diagrama de cuerpo libre o diagrama de cuerpo
aislado debe mostrar todas las fuerzas externas que actúan
sobre el cuerpo. Es fundamental que el diagrama de cuerpo libre
esté correcto antes de aplicar la Segunda ley de Newton.
Ejemplos:
Para el bloque M
1. Identifique las condiciones del problema. Asegúrese de colocar
todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo de análisis. Éstas
fuerzas deben tener las direcciones (ángulos) y sentidos correctos.
2. Si son varios cuerpos de estudio, sepárelos. Cada uno tiene su
propio DCL. Si el sistema es de dos cuerpos y aparece una fuerza
entre ellas, no olvide colocar las de acción y reacción en su
respectivo DCL.
3. Las fuerzas se representan como vectores con su origen situado
al centro de un sistema de coordenadas rectangulares.
Generalmente es el plano cartesiano, aunque puede estar
inclinado.
• Raymond, A. Serway and Jhon, Jewett. 2008. «Física para ciencias e Ingeniería». Volumen 1, séptima edición. Cengage learning editores.
• Las leyes de Newton. Tomado de https://bibliotecadeinvestigaciones.wordpress.com/fisica-2/las-leyes-de-newton/ . Citado el 04 de abril del 2016.
• Leyes de Newton. Tomado de http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Leyes_de_Newton.html . Citado el 04 de abril del 2016.
• Diagramas de cuerpo libre. Tomado de http://www.aulafacil.com/cursos/l10337/ciencia/fisica/fisica-general-ii/diagramas-de-cuerpo-libre-ii . Citado el 04 de abril del 2016.
