Fenómenos físicos De La Materia.

Nombre de la unidad: Determinar las fuerzas que intervienen en un cuerpo.

Concepto de fuerzas:

Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto.

Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie, al empujar algún cuerpo sólido, al tirar una locomotora de los vagones, al realizar un esfuerzo muscular al empujar algo, etcétera siempre hay un efecto.

El efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:

• modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la recibe

• modificación de su aspecto físico

Un hombre ejerce una fuerza sobre el burro,

empujando o tirando sobre de él.

Tipos de fuerzas:

a) Fuerzas de contacto: son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la recibe. Un golpe de cabeza a la pelota, sujetar algo, tirar algo, etc.

b) Fuerzas a distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza y quien la recibe no entran en contacto físicamente.

c) Fuerzas impulsivas: son, generalmente, de muy corta duración, por ejemplo: un golpe de raqueta.

d) Fuerzas de larga duración: son las que actúan durante un tiempo comparable o mayor que los tiempos característicos del problema de que se trate.

e) Fuerzas exteriores: son las que actúan sobre un cuerpo siendo ejercidas por otros cuerpos.

f) Fuerzas interiores: son las que una parte de un cuerpo ejerce sobre otra parte de sí mismo.

Peso de los cuerpos:

El peso de un cuerpo puede definirse como la fuerza gravitatoria que actúa sobre él. En la superficie de la Tierra, supuesta esférica y homogénea, coincide con la expresión de la ley de Gravitación Universal:

La fuerza gravitatoria causa aceleraciones y, de acuerdo con la segunda ley de la dinámica, puedes escribir:

, donde es la aceleración de un cuerpo sometido a la fuerza gravitatoria, su peso, en la superficie terrestre.

Puedes observar que esta aceleración solo depende de la masa de la Tierra y de su radio. Si consideras alturas pequeñas comparadas con el radio terrestre, el valor de puedes considerarlo constante y, por tanto, los cuerpos caen en las proximidades de la superficie terrestre con una aceleración constante, , como descubrió Galileo.

En el caso de que la altura no sea despreciable frente al radio de la Tierra, .

Al comparar el valor de la aceleración de gravedad en la superficie con el valor a una distancia del centro de la Tierra se obtiene:

Fuerzas de fricción estática y dinámica:

Fricción estática:

Fuerza de fricción entre dos superficies en contacto a la fuerza que se opone al inicio del movimiento.

El roce estático es siempre menor o igual al coeficiente de rozamiento entre los dos objetos multiplicado por la fuerza normal.

Es aquella que impide que un objeto inicie un movimiento y es igual a la fuerza neta aplicada sobre el cuerpo, solo que con sentido opuesto ya que impide el movimiento.

Fricción dinámica:

Es una fuerza de magnitud constante que se opone al movimiento una vez que éste ya comenzó.

Tiene un valor igual a la que se requiere aplicar para que un cuerpo se deslice a velocidad constante sobre otro.

El coeficiente de fricción es adimensional debido a que es el resultado de dividir dos fuerzas: la fuerza de fricción

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