DINAMICA
LAS FUERZAS Y SU EQULIBRIO
Fuerza es toda acción capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos o de producir en ellos alguna deformación. Es una magnitud Física vectorial que nos da la
medida de la interacción entre los cuerpos.
1 N = 1 kg ∙ 1 m/s2 1 kp = 9,8 N.
FUERZAS EN LA NATURALEZA
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La fuerza como vector
Algunas magnitudes, como la fuerza quedan totalmente determinadas cuando, además de su valor o módulo, conocemos su dirección y sentido.
Los elementos del vector fuerza son:
a. Punto de aplicación: es el punto sobre el cual se aplica la fuerza. En el vector de la imagen, el punto O.
b. Módulo: es la intensidad de la fuerza. En el caso de la imagen, vale 3 unidades.
c. Dirección: es la recta sobre la que actúa el vector fuerza. En este caso, la recta r.
d. Sentido: indica cuál de las dos orientaciones posibles adopta la fuerza. En este caso, hacia la derecha.
El peso de los cuerpo (w)
Se denomina peso de un cuerpo a la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre el.
ACTIVIDAD CLASE
m1
m2
w1=m1 x g w2= m2 x g
LEY DE HOOKE
La deformación que sufre un cuerpo
elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada.
La unidad de K en el Sistema Internacional es el newton por metro (N/m).
Ejemplo
El muelle de un dinamómetro se alarga 12 cm cuando aplicamos sobre él una fuerza de 18 N. Calcula el alargamiento del muelle al aplicar una fuerza de 24 N.
—Datos: Δ l = 12 cm = 0,12 m F = 18 N
Aplicamos la ley de Hooke para determinar, primero, la constante elástica del muelle y, después, el alargamiento del muelle cuando la fuerza es de 24 N.
ACTIVIDAD
1. Pon tres ejemplos de fuerzas y explica qué efecto produce cada una de ellas.
2. Convierte en newtons las siguientes fuerzas: 9,6 kp - 24,3 kp - 157,8 kp - 0,8 kp.
3. Las siguientes fuerzas están expresadas en newtons. Conviértelas en kilopondios: 117,6 N;
284,2 N; 445,9 N.
4. Un resorte se estira 6 cm cuando sobre él se ejerce una fuerza de 7 N. ¿Cuánta fuerza hay que ejercer sobre el resorte para estirarlo 8 cm?
5. La constante de elasticidad de un resorte es 7,2 N/cm y de él se suspende un cuerpo de peso 100 N. Determinar la deformación del resorte.
6. Consultar: como es la nueva constante de resortes en:
serie
paralelo
1kp 9,8 N X 9,6kp
X= 9,6kp x 9,8N 1kp
=94,08N
FUERZAS NORMAL
Llamamos fuerza normal (N) a la fuerza que ejerce la superficie de apoyo de un cuerpo sobre este.
ROZAMIENTO
Llamamos fuerza de rozamiento, Fr, a la fuerza que aparece en la superficie de contacto de los cuerpos, oponiéndose al movimiento de estos.
TENSIÓN
La fuerza que ejercen las cuerdas sobre los cuerpos suspendidos, que es de origen elástico, se llama tensión.
T A R E A
ACTIVIDAD CLASE
Dibujar las fuerzas en cada casoPeso=rojo Normal=verde
Tensión=amarillo-naranja Rozamiento=azul
1 2 3
4
5
6
COMPOSICIÓN DE FUERZAS
La fuerza resultante es la fuerza que produce sobre un cuerpo el mismo efecto que el sistema de todas las fuerzas que actúan sobre el, es decir, la suma vectorial de las fuerzas del sistema.
Descomposición de Fuerzas
Equilibrio de fuerzas
Decimos que dos o mas fuerzas aplicadas a un mismo cuerpo están en equilibrio cuando neutralizan mutuamente sus efectos, es decir, cuando su resultante es nula.
Ejemplo 1
Sandra y Antonio ejercen sobre una mesa que esta en reposo las fuerzas F1 y F2, que se representan en la imagen. .Que fuerza debe aplicar Carolina sobre la mesa para que esta permanezca en reposo? Representa gráficamente esta fuerza y determina el valor de sus componentes.