Fuerza Y Movimiento

El movimiento tiene que ver con la sensación de desplazamiento rápido, como ver una moto o un auto a gran velocidad, pero es provocado por un efecto invisible, que actúa sobre los cuerpos, llamado fuerza.

Fuerza y movimiento son dos eventos físicos que están ligados. Pero, aunque la fuerza puede manifestarse sola, el movimiento no es posible sin el concurso de una fuerza.

Como la fuerza es invisible, alguno de los efectos producidos por esta, también son invisibles.

¿Que es una fuerza?:

La fuerza se relaciona con la acción que ejerce un cuerpo sobre otro (locomotora que ejerce fuerza para mover sus vagones o barra de acero posada sobre una mesa). Los objetos son los que poseen la capacidad de ejercer fuerzas a causa de algún tipo de interacción.

Ver: Concepto de fuerza

Equilibrio de fuerzas

Sobre los cuerpos, siempre está actuando alguna fuerza. Pero su presencia no siempre es evidente. En ocasiones las fuerzas que interactúan sobre un cuerpo se contrarrestan entre sí, lo cual puede describirse como que “las fuerzas se anulan mutuamente y el cuerpo se encuentra en equilibrio”.

Las fuerzas son vectores, y si los vectores tienen la misma dirección pueden ser sumados directamente, y el resultado es otro vector

Efectos de una fuerza

La fuerza del viento empuja la vela.

Cuando las fuerzas actúan producen movimiento sobre algún cuerpo o pueden detener el movimiento. Sobre cada cuerpo actúan muchas fuerzas a la vez, las que sumadas reciben el nombre de fuerza neta y es equivalente a la fuerza de todas las demás.

Condición de equilibrio de traslación

Si la fuerza neta es cero, la aceleración es cero, y la velocidad no cambia, es constante; por lo tanto, el movimiento puede ser: rectilíneo uniforme (MRU) o tratarse de un objeto en reposo.

Como la fórmula para calcular la fuerza es , la igualamos a cero:

Pero la masa nunca es cero, entonces la aceleración es cero.

Ver: PSU: Física; Pregunta 07_2005(2)

Si la fuerza neta no es cero, el móvil tiene aceleración (o deceleración); por lo tanto, el movimiento es uniformemente variado, pudiendo ser: Uniformemente acelerado o uniformemente retardado.

Si la aceleración es mayor que cero (positiva), es un movimiento uniformemente acelerado (MUA).

Si la aceleración es menor que cero (negativa), es un movimiento uniformemente retardado (MUR).

Ver:

Movimiento rectilíneo uniforme y Movimiento uniformemente acelerado

Análisis de fuerzas

Según la Primera ley de Newton, “todo cuerpo en reposo que reciba una fuerza experimenta un cambio”.

Newton se basó en la teoría de Galilei (sin roce los cuerpos no se detienen) para establecer su Ley de la Inercia: “un cuerpo que se encuentra en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, tiende a mantener ese estado siempre que no sea afectado por algún tipo de fuerzas”.

Fuerza, masa y aceleración

La Segunda ley de Newton: Todos los objetos que en movimiento están variando continuamente su velocidad, adquieren aceleración.

El cambio de velocidad (aceleración o deceleración) de un cuerpo es producido por un desequilibrio entre las fuerzas que actúan sobre él. Esta aceleración o deceleración del objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,

1 N = 1 Kg • 1 m/s2

Tipos de fuerzas

Hay dos clases o tipos de fuerzas, las que actúan por contacto o las que actúan a distancia.

Ejemplos:

Darle una patada al balón, al tirar o empujar un objeto, el chorro del agua...

Fuerzas a distancia: Cuando el cuerpo que ejerce la fuerza no esta en contacto con el cuerpo u objeto sobre la que se aplica.

Ejemplos:

La fuerza de la gravedad, que es la fuerza de la Tierra que atrae a los cuerpos.

La fuerza de atracción magnética, que es la fuerza que ejerce un imán sobre cualquier objeto de hierro.

Fuerzas en contacto:

Las fuerzas en contacto son las que el cuerpo que hace la fuerza esta conectado es decir tocando al cuerpo u objeto sobre el que se aplica.

Por ejemplo: Cuando damos una patada a un balón o movemos uan caja.

o

¿Cómo se mide la masa?

La masa es una cantidad física medible con un instrumento llamado balanza y se puede expresar en diferentes unidades, como el miligramo [mg], el gramo [g], el kilogramo [kg], la tonelada [t], etc. Sin embargo, en el sistema internacional de unidades, la unidad más usada para expresar la masa es el kilogramo.

1 t = 1.000 kg

1 kg = 1.000 g

1 g = 1.000 mg

Vamos ahora al peso

El peso es la fuerza que la gravedad de cualquier planeta ejerce sobre un cuerpo, de acuerdo a la masa que posee dicho cuerpo. El valor de esta fuerza depende de variables como:

• La distancia del cuerpo al centro del planeta.

• La masa del planeta.

Por esta razón el peso de un mismo cuerpo cambiará, dependiendo del lugar del universo en el que se encuentre. Esta es la razón que se dice que la masa se posee y el peso se ejerce.

Para calcular el peso de un cuerpo en la superficie de nuestro planeta, basta con aplicar la siguiente ecuación:

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