Fuerza es el agente dinámico responsable de cambiar el estado de descansar o movimiento de un cuerpo. Cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, puede desarrollar una aceleración, como el Leyes de Newtono deformar. Hay diferentes tipos de fuerza en la naturaleza, como la fuerzagravitacional,fuerzaeléctrico,fuerzamagnético,fuerzanuclearfuerte y débil,fuerzade fricción, fuerza de flotación etc.
las fuerzas son cantidades vectoriales que, por tanto, deben definirse de acuerdo con su módulo,dirección y sentido. El módulo de una fuerza se refiere a su intensidad; La dirección se refiere a las direcciones en las que se aplican las fuerzas (horizontal y vertical, por ejemplo); cada dirección, a su vez, presenta dos Sentidos: positivo y negativo, izquierda y derecha, arriba y abajo, etc.
Tipos de fuerza
De acuerdo a Sistema Internacional de Unidades, independientemente de su naturaleza, la cantidad de fuerza se mide en la unidad de kg.m / s², sin embargo, usualmente usamos la magnitud
Newton (N) para designar tal unidad, como tributo a uno de los más grandes físicos de todos los tiempos: Isaac Newton. Los dispositivos utilizados para medir fuerzas se denominan dinamómetros - resortes de constantes elásticas conocidas que se estiran cuando se les aplica una fuerza.No pares ahora... Hay más después de la publicidad;)
En algunos libros de texto, es común definir dos tipos de fortaleza: fuerzas a distancia, también conocido como fuerzas de campo, y fuerzas de contacto. En el grupo de fuerzas a distancia, se acostumbra incluir la fuerza del peso, la fuerza magnética, la fuerza de atracción entre cargas y otras. En el grupo de fuerzas de contacto se utilizan ejemplos como empujar o tirar de algo, aplicar tracción, fuerzas de fricción, entre otros.
A pesar de la definición propuesta, es necesario aclarar que no existen fuerzas de contacto. Todas las fuerzas de la naturaleza surgen a través de la interacción de diferentes campos, como el campo gravitacional y el campo electromagnético.
Incluso cuando tocamos algo, no hay contacto entre nuestra mano y el objeto.: en la escala microscópica, los átomos no se tocan, ya que, cuando están muy cerca, sus electroesferas son deformados, repeliéndose unos a otros gracias a la carga de sus electrones, que se separan debido a la interacción de tu campos eléctricos y magnético. Hay pocos casos en los que los núcleos atómicos realmente se toquen. Estas situaciones involucran muy altocantidadesenenergía, como los obtenidos en experimentos llevados a cabo dentro de aceleradores de partículas.
veaademás:Comprender qué sucede cuando las partículas chocan a velocidades cercanas a la de la luz.
Veamos qué tipos de fuerzas existen en la naturaleza. De las fuerzas que se describen a continuación, surgen todos los fenómenos físicos conocidos. Consulta cuáles son y sus principales características:
- fuerza gravitacional: también conocido como fuerza peso, es el tipo de fuerza que hace que dos cuerpos que tienen masa se atraigan entre sí. La fuerza del peso es la responsable de mantenernos atados a la Tierra y también de la órbita de todos los planetas alrededor del Sol.
- Fuerza eléctrica: es responsable de atraer o repeler cargas eléctricas. Los enlaces químicos, por ejemplo, solo ocurren debido a la diferencia de carga entre los átomos. La fuerza eléctrica puede hacer que los electrones presentes en el conductores se mueven en una dirección específica, dando lugar a corrientes eléctricas, que a su vez se pueden utilizar para alimentar Circuitos electricos.
- Fuerza magnética: actúa sobre cargas en movimiento. Este tipo de fuerza hace que los imanes se atraigan o se repelan entre sí, dependiendo de las polaridades del campo magnético. LA fuerza magnética también hace que pequeñas agujas magnetizadas se orienten según la dirección del campo magnético terrestre.
- Fuerza nuclear fuerte y débil: son los encargados de mantener la integridad de los núcleos de los átomos. La fuerte fuerza nuclear mantiene atraídos a los protones, aunque sus cargas se repelen entre sí. La fuerza nuclear débil, a su vez, mantiene unidos a los quarks, dando lugar a protones y neutrones, por ejemplo.
Fuerzas como tracción,fricción,empuja,remolcadoresgirosefectivoelástico y otros, generalmente descritos como efectivomecánica, son, de hecho, manifestaciones macroscópicas de interacciones que son en su mayoría eléctricas.
veaademás:Física cuántica: una rama de la física que estudia los fenómenos de pequeñas dimensiones.
Fuerzas y leyes de Newton
El concepto de fuerza puede resultar algo vago si no existen expresiones capaces de definirlo de forma coherente. Las leyes de Newton son el conjunto de leyes que definen qué son las fuerzas y cuál es el comportamiento.
De acuerdo con Primera ley de Newton - la ley de inercia, si ninguna fuerza actúa sobre un cuerpo, o si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se anulan entre sí, este cuerpo puede estar en reposo o en un movimiento recto y uniforme.
Además de la primera ley de Newton, la principio fundamental de la dinámica, conocido como el Segunda ley de Newton, establece que la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a la masa de ese cuerpo multiplicada por la aceleración producida por la fuerza neta. Además, la aceleración adquirida debe ser siempre en la misma dirección y con la misma dirección que la resultante de las fuerzas.
LA Tercera ley de Newton, conocido como el ley de acción y reacción, establece que las fuerzas siempre surgen en pares. Si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B, el cuerpo B produce sobre el cuerpo A una fuerza de igual magnitud y dirección, pero en la dirección opuesta. Además de indicar que las fuerzas de acción y reacción son de igual magnitud, la tercera ley de Newton también establece que el par de acción y reacción nunca puede ocurrir en un solo cuerpo.
Vea algunos ejemplos en los que podemos observar la ley de acción y reacción:
- Cuando caminamos, empujamos el suelo hacia atrás. El suelo, a su vez, nos empuja hacia adelante.
- Si queremos trepar por una cuerda, debemos tirar de ella hacia abajo para que nos puedan empujar hacia arriba.
- Si, cuando estamos sumergidos, empujamos el borde de una piscina, somos empujados hacia atrás. No observamos este comportamiento fuera del agua debido a la fuerza de fricción que nos mantiene pegados al suelo.
Lea también: 7 preguntas aún sin respuesta de la Física
fuerzas ficticias
Efectivoficticio están presentes en marcos no inerciales. Las leyes de Newton se definen exclusivamente para referencialinerciales, es decir, posiciones en reposo o en movimiento rectilíneo, con velocidad constante. Las situaciones que involucran rotaciones, por ejemplo, inducen la aparición de fuerzas ficticias, que en realidad no son fuerzas.
Cuando aceleramos en una curva muy cerrada, podemos sentir nuestro cuerpo aplastando contra las paredes de un automóvil. Otro ejemplo es cuando estamos sentados en un avión despegando, podemos sentir una “fuerza” presionándonos contra el asiento. Esta fuerza es en realidad la inercia de los cuerpos.
Dado que un cuerpo está sujeto a aceleración, tu inerciatiende a resistir esta fuerza, de esta manera, sentimos una fuerza ficticia en la dirección opuesta, que, de hecho, es nuestra tendencia a permanecer en el estado de movimiento en el que estamos. .
Un buen ejemplo de fuerza ficticia es la fuerza centrífuga. Cuando están en movimiento circular, los cuerpos tienden a escapar en la dirección tangente a la curva, como cuando hacemos girar una piedra en una cuerda y la soltamos. Que fuerzaaparente, lo que hace que la piedra mantenga la cuerda tensa, es en realidad la inercia de la piedra misma que se manifiesta contra la aplicación de una fuerza real, llamada fuerza centrípeta.
La fuerza centrípeta, en este caso, se produce por el tirón que hace la cuerda sobre la piedra y es, por tanto, una fuerza real, que siempre apunta al centro de la trayectoria en la que se mueve la piedra. LA fuerza centrífuga no es, de hecho, una fuerza, sino la expresión de la inercia del cuerpo acelerado.
Lea también: Trucos de fórmulas de física
Fórmulas utilizadas para calcular fuerzas
Consulte las fórmulas que se pueden utilizar para calcular diferentes tipos de fuerzas:
→ Fuerza peso o fuerza gravitacional
GRAMO - constante de gravitación universal (6.67.10-11 m³kg-1s-2)
r - distancia desde el centro de la Tierra (m)
La fuerza gravitacional y el peso son sinónimos. En las fórmulas anteriores, expresamos las fórmulas utilizadas para calcular la fuerza gravitacional causada por dos masas my M y también el peso P, que surge debido al campo gravitacional. gramo de una estrella. Así, podemos entender que la fuerza gravitacional surge de la interacción entre masas y campos gravitacionales.
→ Fuerza eléctrica
k0 - constante de vacío electrostático (9,109 N.m²C-2)
Y - campo eléctrico (N / C)
r - distancia entre cargas (m)
La fuerza gravitacional se puede calcular de manera muy similar a la fuerza gravitacional. Además, se puede calcular en relación con el campo eléctrico.
→ Fuerza magnética
La fuerza magnética surge de la interacción de una carga eléctrica q, con la velocidad v, en relación con un campo magnético B. El ángulo θ en la fórmula se mide entre la velocidad y el campo magnético.
→ Fuerza de fricción
μ - coeficiente de fricción
N - Fuerza normal
La fuerza de fricción surge como resultado de atracciones moleculares, como las fuerzas inducidas por dipolos, también conocidas como las fuerzas de van der Waals.
→ Fuerza elástica
k - constante elástica (N / m)
x - deformación (m)
La fuerza elástica surge cuando un cuerpo tiende a volver a su forma original cuando se somete a la aplicación de una fuerza externa.
→ fuerza de flotación
D - densidad (kg / m³)
gramo - gravedad (m / s²)
V - volumen sumergido (m³)
La fuerza de flotación surge cuando algún cuerpo se inserta en un fluido, como el aire atmosférico o el agua.
A pesar de ser diferentes entre sí, todas las fuerzas ejemplificadas anteriormente son dimensionalmente coherentes, es decir, todas se miden en la misma unidad, el newton.
Por mí. Rafael Helerbrock
