Fuerza es la capacidad, vigor o robustez para mover algo que tiene peso o hace resistencia. Sin embargo, fuerza también puede indicar vitalidad e intensidad, hacer referencia a algún tipo de violencia (física o moral), incluso, puede indicar poder o autoridad. Esta palabra procede del latín fortia.
Por otra parte, en física fuerza es aquella acción o influencia que puede modificar el movimiento o la estructura de un cuerpo.
La fuerza es un fenómeno físico capaz de modificar la velocidad de desplazamiento, movimiento y/o estructura (deformación) de un cuerpo, según el punto de aplicación, dirección e intensidad dado.
Por ejemplo, acciones como arrastrar, empujar o atraer un objeto conllevan la aplicación de una fuerza que puede modificar el estado de reposo, velocidad o deformar su estructura según sea aplicada.
Asimismo, la fuerza es una magnitud vectorial medible que se representa con la letra ‘F’ y su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton ‘N’, denominado así en honor a Isaac Newton, quien describió en su Segunda Ley de Movimiento cómo la fuerza tiene relación con la masa y la aceleración de cuerpo.
Por ejemplo, a mayor masa mayor será la fuerza a ejercer sobre el objeto para lograr moverlo o modificarlo.
La fuerza se calcula con la siguiente fórmula: F = m • a.
F: fuerza necesaria para mover un cuerpo u objeto (en el Sistema Internacional se calcula en Newton).
m: masa de un cuerpo (en el Sistema Internacional se calcula en kilogramos).
a: unidad de aceleración (en el Sistema Internacional se calcula en metros por segundo al cuadrado m/s2).
Por tanto, si aplicamos los valores del Sistema Internacional la fórmula se expresaría de la siguiente manera: N = Kg ∙ m/s2.
Es decir, un Newton representa la fuerza que se aplica sobre una masa (1 Kg), y genera una aceleración de (1 m/s2).
Otras unidades de medidas que se pueden emplear para calcular la fuerza son:
Sistema Técnico de Unidades: kilopondio (kp), 1 kp =9.8 N.
Sistema Cegesimal de Unidades: dina (d), 1 d = 10-5 N.
Sistema Anglosajón de Unidades: libra (lb, lbf), 1 lb = 4.448222 N.
Por otra parte, la fuerza también se puede medir empleando un instrumento llamado dinamómetro, que permite calcular tanto la fuerza como el peso de los objetos.
Vea también Dinamómetro.
En Física se pueden distinguir diferentes tipos de fuerza que se presentan a continuación.
Resulta de la interacción entre dos cuerpos a través de un contacto físico entre ellos. Existen distintas clases de fuerza de este tipo, como fuerza de empuje, fuerza de fricción o fuerza de tensión.
Resulta de la interacción entre dos cuerpos sin que exista contacto físico. Por ejemplo, las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas gravitacionales.
Es un tipo de fuerza a distancia que se define como un fenómeno físico en el que los cuerpos con una determinada masa se atraen entre ellos siempre que se encuentren dentro de su campo gravitacional. La fuerza gravitacional es especialmente importante en cuerpos de gran masa como los planetas. En este sentido, la gravedad indica el peso de un cuerpo.
Se refiere a la fuerza que tienen los cuerpos cuando sus partículas se atraen o repelen según sus cargas eléctricas. Por ejemplo, los cuerpos que tienen cargas iguales se repelen, y aquellos cuerpos que tienen cargas diferentes se atraen. Cuando este tipo de fuerza ocurre en cuerpos en movimiento se generan campos electromagnéticos.
Vea también Ley de Coulomb.
La fuerza de rozamiento o fricción es aquella que surge cuando un objeto o cuerpo se mueve sobre otro, por lo que sus superficies entran en contacto generando resistencia ya que uno se opone al movimiento. Por ejemplo, deslizar una caja sobre la superficie del suelo.
Se refiere a la poca variación de la intensidad, lugar o dirección de la fuerza que actúa sobre un cuerpo, por lo que esta suele ser constante. Por ejemplo, el peso de una casa.
Es la fuerza que varía de manera violenta de dirección, punto de aplicación o intensidad. Por ejemplo, un impacto fuerte e inesperado sobre un cuerpo en reposo.
Son aquellas fuerzas exteriores que actúan sobre un cuerpo con el objetivo de desplazarlo o deformar su estructura. Por ejemplo empujar un objeto de gran peso y tamaño.
Se refiere a las fuerzas que son generadas como respuesta o reacción por el cuerpo u objeto que recibe una fuerza de acción a fin de mantener el equilibrio. Por ejemplo, si tratamos de mover una caja de gran tamaño y peso, esta generará una fuerza de reacción para mantener el equilibrio.
Se refiere a la fuerza que poseen ciertos cuerpos para recuperar su forma o estructura original luego de ser deformados, por tanto se trata de un tipo de fuerza que depende en gran medida de las propiedades físicas del cuerpo. Por ejemplo, un resorte.
Se trata de un tipo de fuerza que se transmite a través de diferentes cuerpos diferentes, se trata de dos fuerzas opuestas afectan a un mismo cuerpo pero en direcciones opuestas. Por ejemplo, una polea.
Las principales características de la fuerza son:
Puede ser medida en diferentes sistemas de unidades.
Es una magnitud vectorial por lo que se puede representar gráficamente empleando vectores (flechas).
Tiene cuatro propiedades fundamentales que son: la intensidad, la dirección, el sentido y el punto de aplicación (superficie donde se aplica la fuerza).
Se pueden distinguir entre las fuerzas de contacto y las fuerzas a distancia.
Se pueden distinguir dos fuerzas según su tiempo de duración, de allí que se hable de fuerzas instantáneas, como la fuerza de tensión, o de fuerzas duraderas, como la fuerza de gravedad.
Los cuerpos reaccionan de diversas maneras ante la aplicación de una fuerza, de allí que algunos puedan ser o no deformados.
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