FUERZAS
n
Fuerzas y equilibrio
n
Leyes de Newton
n
Aplicaciones de las Leyes de Newton
n
Fuerzas gravitatorias
¿Qué efectos puede producir una fuerza?
PONER EN MOVIMIENTO
DETENER UN MOVIMIENTO
CAMBIAR LA
DIRECCIÓN O LA RAPIDEZ DE UN MOVIMIENTO
LAS FUERZAS SE
MIDEN EN NEWTONS
2
/
1
1
N
=
kg
⋅
m
s
TAMBIÉN SE PUEDEN MEDIR EN KILOPONDIOS (kp)
1 kp=9,8 N
LAS FUERZAS SON MAGNITUDES
VECTORIALES
Punto sobre el que se aplica la fuerza
El módulo es la intensidad de la fuerza
Recta sobre la que actúa el vector fuerza
EL PESO
Módulo P=m·g
Dirección: vertical Sentido: hacia abajo
Punto de aplicación: centro de gravedad del cuerpo.
COMPOSICIÓN DE FUERZAS
Un sistema de fuerzas es un conjunto de
fuerzas que actúan sobre un cuerpo
La
fuerza resultante
es
la fuerza que produce
sobre un cuerpo el
¿Cómo se calcula la fuerza resultante?
REGLA DEL PARALELOGRAMO
Si las fuerzas son
perpendiculares, se puede
Descomposición de fuerzas
En muchas ocasiones conviene descomponer una fuerza en otras dos que producen el mismo efecto que la original
En este sistema, llamado plano inclinado se ha descompuesto el peso en dos componentes llamadas Px y Py
2 2
2
y
x
F
Equilibrio de fuerzas
Dos o más fuerzas están en
equilibrio cuando su resultante es nula
Leyes de Newton
Son propuestas por Isaac Newton el año 1686
Primera ley o Principio de Inercia
Todo cuerpo tiende a permanecer en su estado de movimiento si sobre él no se aplicas externas
Conclusiones a partir del principio de inercia:
Si un cuerpo está en reposo, continúa en reposo.
Si un cuerpo está moviéndose con cierta velocidad. Permanece con esa velocidad, no la modifica.
Más sobre la inercia
Si un vehículo está en movimiento, sus pasajeros también lo están. Y si el vehículo cambia su velocidad, los pasajeros tenderán a mantener la velocidad anterior. Esto puede provocar accidentes.
Por esa razón es obligatorio utilizar cinturón de seguridad.
Segunda ley o Principio
Fundamental
Si a un cuerpo de masa m se le aplica una fuerza F. El cuerpo adquiere una aceleración a.
Y se cumple la siguiente relación matemática:
ma
F
=
Si el cuerpo recibe más de una fuerza, entonces en la expresión anterior F será la fuerza resultante.
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Un cuerpo, antes que reciba una fuerza F, tiene una
velocidad vi. Esa velocidad inicial puede ser negativa, cero o positiva.
Mientras la fuerza actúa el cuerpo experimenta una aceleración a.
Durante la aplicación de la fuerza el cuerpo va
aumentando o
disminuyendo su velocidad. De modo que al cabo de cierto tiempo tendrá una velocidad vf.
vi
a
F
vf
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Y seguimos con la Segunda Ley
Si un cuerpo recibe una fuerza F, entonces
adquiere una aceleración a
F a
Si la fuerza se duplica (2F), la aceleración también se duplica (2a)
2F 2a
Si la fuerza disminuye a la mitad, la aceleración también
F/2 a/2
De la expresión F = ma, se deduce todo lo anterior.
Además, la aceleración que recibe un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que recibe e inversamente proporcional a su masa. Si un cuerpo no recibe fuerza (FR = 0 N),
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Toda vez que un cuerpo
ejerce una fuerza sobre otro. Esa fuerza la denominaremos “fuerza de acción”.
El segundo reacciona con una fuerza sobre el primero.
A esta fuerza la
denominaremos “fuerza de reacción”.
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Más sobre la acción y la reacción
Las fuerzas de acción (FA) y la de reacción (FR) son de igual
magnitud.
F
A= F
RTienen la misma dirección, pero sentidos contrarios.
FR FA
Si se usara notación vectorial, se tendría:
FA = -FR
Las fuerzas de acción y reacción, pese a que tienen la misma medida y están en sentidos
Aplicaciones de las leyes de
Newton
Aplicaciones de las leyes de
Newton (2)
Llamamos
fuerza de rozamiento, F
r, a la fuerza
que aparece en la superficie de contacto de dos
cuerpos, oponiéndose a su movimiento mútuo
Fuerza de rozamiento Fuerza
motora
La fuerza centrípeta es la fuerza que es
necesario aplicar a un cuerpo para que siga
una trayectoria circular
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Clasificación
Según su naturaleza
Fuerza gravitatoria
Corresponde a la interacción entre
masas. Por ejemplo, la atracción entre la Tierra y la Luna. No son de grandes magnitudes, pero son las más
evidentes.
Fuerza
electromagnética
Es transmitida por fotones. La sufren las partículas con cargas eléctricas. Está involucrada en transformaciones físicas y químicas.
Fuerza nuclear fuerte Es transmitida por los gluones. Es atractiva. Mantiene unidos a los nucleones.
Fuerza nuclear débil
Es transmitida por los bosones W y Z. Es
responsable de la
desintegración beta.
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