Guía Aprendizaje Fuerza Y Movimiento

MEDICIÓN DE LAS FUERZAS

En el sistema internacional de unidades la fuerza se mide en una unidad llamada Newton (N). Para medir una fuerza, como el peso, se utiliza un instrumento llamado dinamómetro.

1 Newton (N) es la fuerza que proporciona a un objeto de 1 kg de masa una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado

N= kg x m/s2

Un dinamómetro es un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza (instrumento utilizado para medir masas).

Estos instrumentos consisten generalmente en un resorte contenido en un cilindro de plástico, cartón o metal, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los dinamómetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el resorte. Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza.

Los resortes que forman los dinamómetros presentan un límite elástico, de tal modo que si se aplican fuerzas muy grandes y se producen alargamientos excesivos, se puede sobrepasar el límite de elasticidad; en esas condiciones, el resorte experimenta una deformación permanente que conlleva la inutilización del dinamómetro.

ACTIVIDAD 1: MIDIENDO FUERZAS

1. ¿Con qué tipo de instrumento se miden las fuerzas? Explica.

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2. ¿En qué unidades se expresan la medición de las fuerzas?

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3. ¿Qué es un Newton?

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4. ¿Cómo harías un dinamómetro y para que te serviría?

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5- Supongamos que una silla de tu sala de clase, pesa 10 Newton (N), ¿pesaría lo mismo en la luna? Argumenta

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REPRESENTACIÓN DE LA FUERZA

Magnitud, es todo aquello que se puede medir, por ejemplo la masa de un cuerpo, la velocidad con que se mueve un automóvil, la fuerza que hay que aplicar a un objeto para que se mueva, son ejemplos de magnitudes.

En física existen magnitudes vectoriales y magnitudes escalares. Las magnitudes escalares se especifican completamente mediante un número y la unidad de medida, por ejemplo la masa, se mide en kilogramos (kg) o la temperatura que se mide en grados Celsius (ºC). En cambio, para conocer completamente una cantidad vectorial, es necesario indicar su magnitud a través de un número, pero además su dirección y el sentido.

La fuerza es una magnitud vectorial o direccional, al igual que la velocidad o la aceleración. Toda fuerza se caracteriza porque tiene una intensidad, una dirección y un sentido determinado.

Las fuerzas se representan gráficamente mediante vectores. Un vector es un segmento orientado (flecha), que se caracteriza por cuatro componentes:

1. El módulo o intensidad o magnitud, es el número, es cuánto mide la fuerza. Si la intensidad es un número grande, la fuerza es grande; si, por el contrario, es un número pequeño, la fuerza es pequeña. La unidad en la que se mide la intensidad de una fuerza es el Newton (N).

2. La dirección es la recta sobre la que se aplica la fuerza.

3. El sentido indica hacia donde se aplica la fuerza. En una misma dirección existen dos sentidos posibles.

4. El punto de aplicación es el punto del espacio en que se aplica fuerza.

Los vectores se dibujan siempre a partir del cuerpo receptor, con la dirección y el sentido correspondiente.

ACTIVIDAD 2: REPRESENTANDO FUERZAS.

1.- Diferencia entre magnitudes escalares y vectoriales, indica un ejemplo en cada caso.

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2.- ¿Qué tipo de fuerza representa la flecha de esta imagen?

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3.- En este vector indica lo que representa cada uno de los números señalados y haz una breve descripción de cada uno de ello

COMPOSICIÓN DE LAS FUERZAS

Cuando sobre un cuerpo actúan varias fuerzas, el efecto conjunto puede venir representado por una única fuerza que hace el efecto de todas y que se llama Fuerza resultante (FR) o Fuerza Neta.

 Fuerzas con la misma dirección: Cuando las fuerzas tienen la misma dirección, resulta muy sencillo calcularlas. Existen dos casos posibles:

a) Fuerzas con igual Dirección y Sentido: Si las fuerzas tienen el mismo sentido, sus efectos se suman. La fuerza resultante tendrá en este caso la misma dirección y sentido, y su módulo será igual a la suma de los módulos de ambas fuerzas.

FResultante = F1 + F2

b) Fuerzas con igual dirección y sentidos opuestos: Si las fuerzas tienen sentidos opuestos, sus efectos se restan. La fuerza resultante tendrá en este caso la misma dirección, estará orientada en el sentido de la fuerza de mayor módulo, y su módulo será igual a la resta de los módulos de ambas fuerzas.

FResultante = F1 - F2

 Fuerzas con distinta dirección: Las fuerzas además pueden ser aplicadas en distinta dirección, y formar un cierto ángulo

a) Las fuerzas forman un ángulo de 90º b) Las fuerzas forman un ángulo distinto de 90°

Fuerzas en equilibrio

En el caso de fuerzas con igual dirección y sentidos contrarios, ¿qué sucede si los valores de F1 y F2 son iguales?

FR = F1 - F2 = 0

FR = 0

Cuando sumamos dos fuerzas con la misma dirección, distintos sentidos y módulos iguales, la fuerza resultante es nula: FR = 0.

Solemos pensar que los cuerpos en reposo no están sometidos

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