Fuerzas en la
naturaleza
Fuerzas
• Se define fuerza como toda causa que puede tener
un efecto, bien cambios en el estado de
movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Unidad en el SI : newton (N).
• Cuidado con el lenguaje no científico.
Fuerzas
Tipos de fuerza
• Según la propiedad de la materia con la que se
relacionan pueden ser:
• 1) Gravitatorias. Se deben a la masa de los
Tipos de fuerza
• 2)Electromagnéticas. Tienen su origen en las
propiedades eléctricas y magnéticas de la materia.
Tipos de fuerza
• 3) Nucleares. Explican la radiactividad o la energía
Tipos de fuerza
• Según la necesidad de contacto:
• 1) Hay necesidad de contacto: empujar un objeto,
Tipos de fuerza
• 2)No hay necesidad de contacto: la fuerza
gravitatoria, electromagnética...
Fuerzas cotidianas
• 1) Rozamiento. Es una fuerza de origen
electromagnético que actúa sobre la superficie de los cuerpos, oponiéndose a su movimiento.
Fuerzas cotidianas
• 2) Peso. Es la fuerza con la que la Tierra atrae un
cuerpo. Su expresión matemática es:
• P = mg. El peso P, y la masa m, están relacionados
mediante la expresión anterior, pero no son el
mismo concepto. El peso es una fuerza (se mide en N) y la masa no es una fuerza.
• La aceleración de la gravedad en la Tierra es de
9,8 m/s². En otros cuerpos celestes, este valor es diferente.
Fuerzas cotidianas
• 3) Normal
• Cuando colocamos un objeto sobre una superficie,
¿por qué no se hunde, atravesando la superficie y cayendo al suelo?
• Estamos acostumbrados a observar que esto no
sucede, pero la respuesta a este hecho es que existe una fuerza que actúa sobre el objeto, y es perpendicular a la superficie de contacto.
Fuerzas cotidianas
• 4) Tensión
• Cuando colgamos un cuerpo de una cuerda o
cable observamos que éstos se tensan.
• Si en la cuerda no apareciera la fuerza de tensión
Fuerzas cotidianas
• 5) Fuerza elástica
• Cuando tiramos de un muelle podemos observar
una fuerza que se opone al estiramiento.
• Si soltamos el muelle, éste recupera su forma
original.
• La fuerza responsable de éste proceso es la fuerza
elástica o recuperadora, que estudiaremos en este tema.
Naturaleza de las fuerzas
cotidianas
• Salvo la fuerza gravitatoria, el resto de fuerzas
estudiadas son electromagnéticas.
• La fuerza gravitatoria siempre es atractiva,
mientras que la fuerza electromagnética puede ser atractiva o repulsiva.
Deformaciones elásticas
• Las fuerzas pueden producir deformaciones en los
objetos.
• En este curso nos centraremos solamente en las
deformaciones elásticas, que son aquellas en las que los cuerpos recuperan su forma original tras la
aplicación de la fuerza.
• Las deformaciones elásticas siguen la ley de Hooke: la
deformación de un muelle es directamente
Ley de Hooke
• F = k x.
• F representa la fuerza que se aplica para deformar el
muelle (N).
• K es la constante elástica o recuperadora del muelle
(N/m).
• X es la elongación y es lo que se comprime o estira el
muelle al aplicar la fuerza (m).
Movimientos
• Hasta el momento hemos estudiado qué es lo que
causa el movimiento (las fuerzas).
• En esta parte del tema introduciremos conceptos
necesarios para entender qué es el movimiento.
• 1)Sistema de referencia: lugar, llamado origen del
sistema, junto con la forma de localizar el objeto en él.
Sistema de referencia
• Pongamos un ejemplo. Imaginad que estáis esperando
el metro en la estación.
• Las personas que están dentro de un vagón en
movimiento se observan unas a otras en reposo(paradas).
• En cambio una persona que observa desde la estación
percibe que esas personas están en movimiento, al igual que el vagón .
Sistema de referencia
• Lo correcto en física es afirmar que el vagón y las
personas que viajan en su interior se mueven respecto a la estación.
• En este caso la estación es el sistema de referencia. • Si preguntamos a una persona del vagón, dirá que
cualquier otra en su interior no se mueve ( salvo que se ponga a pasear por el interior del vagón).
• En este último caso podríamos afirmar que las personas
del vagón están quietas, si tomamos como sistema de referencia el vagón.
Sistemas de referencia
• En este enlace podéis acceder a una pequeña
animación sobre los sistemas de referencia:
Posición
• La posición es lugar donde se encuentra un objeto
respecto al origen de un sistema de referencia.
Trayectoria
• Línea que resulta de unir todas las posiciones por
las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.
Trayectoria
• Si la trayectoria es una línea recta se habla de
movimientos rectilíneos.
• Si la trayectoria es una línea curva se habla de
movimientos curvilíneos. Un caso particular de este tipo de movimiento es el movimiento circular.
• La trayectoria siempre depende del sistema de
Espacio recorrido
• Es la distancia entre la posición final y la posición
inicial, medida sobre la trayectoria de un cuerpo en movimiento.
Rapidez media
• Es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo
empleado en recorrerlo.
• En el sistema internacional se mide en m/s. • v = e/t
• La rapidez instantánea está referida a un momento
concreto del movimiento.
• La rapidez instantánea no tiene por qué ser la misma
Aceleración
• Cociente entre la variación de la rapidez y el tiempo en la que esta variación se produce:
• a= v₄−v₃/t
• Los movimientos uniformes son aquellos que se desarrollan a rapidez constante.
• Los movimientos acelerados son aquellos que se desarrollan a rapidez variable.
• Si a >0 un objeto acelera (aumenta la rapidez) • Si a<0 un objeto frena (disminuye la rapidez)
