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¿Qué es la fuerza?
¿Qué es la fuerza?
La fuerza es aquello que permite alterar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo.
Estás ejerciendo una fuerza cuando levantas tu mochila, cuando aceleras en tu bicicleta o cuando golpeas un balón. Así, para mover un balón de fútbol, ejercemos sobre él una fuerza con nuestro pie. Cuando separamos nuestro pie del balón dejamos de ejercer fuerza sobre él, pero el balón seguirá moviéndose hasta que algo lo detenga. Cuando el balón llega a la portería, el portero debe ejercer una fuerza con sus manos para detenerlo.
Aquí podéis encontrar más contenido sobre las fuerzas y sus características.
Los cuerpos no tienen fuerza
Los cuerpos no tienen fuerza
Las fuerzas sobre un cuerpo siempre las ejercen otros cuerpos. Los cuerpos tienen propiedades, como masa, volumen, dureza, etc; sin embargo, no tienen fuerza. Pueden recibirla o ejercerla, pero no poseerla. El ejercer o recibir fuerzas de otros cuerpos es una forma de relacionarse con ellos.
Observa la imagen.
Ninguna fuerza tira del cochecito amarillo. Sin embargo, el niño al jugar con él le aplica una fuerza que pone el coche en movimiento.
Ninguno de los cochecitos tienen fuerza. Cuando están solos no cambian su velocidad. Sin embargo, al jugar con ellos se le ejerce una fuerza con la mano.
Efectos de las fuerzas
Efectos de las fuerzas
Modifican la rapidez
Modifican la rapidez
Si una fuerza actúa sobre un cuerpo, puede aumentar o reducir la rapidez con la que se mueve ese cuerpo o ponerlo en movimiento en el caso de que estuviera en reposo.
Cambian la trayectoria
Cambian la trayectoria
Las fuerzas modifican las trayectorias rectilíneas de los cuerpos en movimiento, haciendo que estos pasen a moverse con trayectoria curvilínea. Por ejemplo, cuando lanzas una piedra hacia arriba, esta no seguirá una trayectoria recta, sino que su camino se curvará debido a la fuerza de la gravedad de la Tierra.
Alteran el equilibrio
Alteran el equilibrio
Para que un cuerpo esté en equilibrio es necesario que no actúen fuerzas sobre él o que se anulen unas a otras, ya que estas pueden lograr que los cuerpos alcancen o pierdan el equilibrio.
Producen deformaciones
Producen deformaciones
Las fuerzas pueden deformar los cuerpos, pero la magnitud y la duración de estas deformaciones dependen del tipo de cuerpo con el que nos encontremos:
- Cuerpos elásticos (muelle), recuperan su forma inicial cuando la fuerza deja de actuar.
- Cuerpos plásticos (plastilina), conservan la deformación aunque la fuerza ya no esté actuando.
- Cuerpos rígidos (rocas), las deformaciones son imperceptibles en ellos, pero pueden romperse si aplicamos mucha fuerza sobre ellos.
- Cuerpos frágiles (vidrio), aquellos que se rompen al presionarlos aun con fuerza de baja intensidad.
Tipos de fuerzas
Tipos de fuerzas
Existen 2 tipos de fuerzas que pueden captar nuestros sentidos:
- Las fuerzas de origen gravitatorio, como las que mantienen a los planetas girando alrededor del Sol.
- Las fuerzas de origen electromagnético, como las que atraen o repelen los imanes.
Podemos encontrar un tercer tipo que no es percibido por nuestros sentidos: las fuerzas nucleares.
Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia
Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia
Según la forma de transmisión, las fuerzas se clasifican en fuerzas de contacto y a distancia.
Fuerzas de contacto
Fuerzas de contacto
Actúan por contacto cuando el cuerpo que realiza la fuerza y el que la recibe están juntos.
- Fuerza de rozamiento. Es la resistencia que actúa cuando un objeto se mueve sobre otro. Aquí podéis encontrar más información sobre la fuerza de rozamiento.
- Fuerza de empuje. Los fluidos (líquidos o gases) ejercen una fuerza de empuje a los cuerpo que están sumergidos en ellos.
Fuerzas a distancia
Fuerzas a distancia
Las fuerzas actúan a distancia cuando el cuerpo que realiza la fuerza está separado del cuerpo que la recibe, como la gravedad y el magnetismo, por ejemplo, una de las fuerzas que se transmite a distancia es la que actúa cuando dos láminas de plástico se atraen tras haberlas frotado.
Fuerzas instantáneas y fuerzas constantes
Fuerzas instantáneas y fuerzas constantes
Según el tiempo que actúan, las fuerzas se clasifican en instantáneas y constantes.
Fuerzas instantáneas
Fuerzas instantáneas
Actúan durante poco tiempo y originan movimientos uniformes y rectilíneos. Por ejemplo, una patada a una pelota o el choque entre dos coches.
Fuerzas constantes
Fuerzas constantes
Actúan sobre el cuerpo durante todo el movimiento, causando que este sea acelerado o retardado. Por ejemplo, la caída de un objeto.
¿Cómo se miden las fuerzas?
¿Cómo se miden las fuerzas?
En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de medidas de fuerza es el newton que se representa con el símbolo N.
Es importante recordar que las fuerzas pueden producir deformaciones en los cuerpos, cambiar el movimiento o equilibrar un objeto. Si a un muelle le aplicamos una fuerza, se estira, y si le aplicamos una fuerza doble, se estira el doble, de modo que el alargamiento del muelle es directamente proporcional a la fuerza aplicada. Este descubrimiento es la ley de Hooke.
Sin embargo, para medir con exactitud una fuerza necesitamos disponer de instrumentos específicos.
Para medir la fuerza que se ejerce sobre un muelle utilizamos un instrumento llamado dinamómetro. El dinamómetro cuenta con un muelle resguardado dentro de un cilindro el cual está rodeado por una escala. También dispone de dos ganchos, uno en cada extremo del instrumento.
Con el siguiente vídeo adjunto podréis aprender de qué elementos está compuesto un dinamómetro y los pasos a seguir para darle un uso correcto a este instrumento y, de este modo, medir las fuerzas con exactitud:
Fórmulas y leyes
Fórmulas y leyes
Ley de la gravedad
Ley de la gravedad
La gravedad es la fuerza con la que se atraen los cuerpos. Esta fuerza es la responsable de que no flotemos y estemos unidos a La Tierra.
El principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes
Cuando se introduce un objeto dentro de un líquido, el objeto desplaza una cantidad de ese líquido, siendo esa cantidad: el volumen del objeto
Si tenemos un cubo lleno de agua, con 50 litros y, a continuación, introducimos dentro del cubo una pelota con un volumen de 5 litros, conseguiremos derramar al suelo un volumen de 5 litros quedando en el cubo con 45 litros de agua y una pelota.
Primera ley de la Dinámica o ley de la inercia de Newton
Primera ley de la Dinámica o ley de la inercia de Newton
Los cuerpos permanecen en reposo o con velocidad constante siempre que no exista ninguna fuerza externa
Cuando viajamos en autobús y el conductor frena, nuestro cuerpo tiende a irse hacia delante; sin embargo, cuando el conductor frena nuestro cuerpo tiende a irse hacia atrás.
En las dos situaciones parece que nuestro cuerpo quisiera continuar con la velocidad que llevaba: esta resistencia de nuestro cuerpo a cambiar su velocidad se llana inercia.
Segunda ley de la Dinámica o ley fundamental de Newton
Segunda ley de la Dinámica o ley fundamental de Newton
La fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:
Fuerza = masa x aceleración
Si damos una patada a un balón de fútbol en reposo y a continuación damos una patada igual a otro balón en reposo pero de mayor masa, la velocidad que adquieren ambos balones al cabo de un segundo no es igual: es mayor la del balón con menos masa.
Tercera ley de la Dinámica o principio de acción-reacción
Tercera ley de la Dinámica o principio de acción-reacción
Las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros
Fuerza = masa x aceleración
La Tercera ley de la Dinámica es conocida como Principio de acción y reacción.
Esta ley dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.
Ejemplo 1
Ejemplo 1
2 bolas chocan, después del choque las dos bolas se mueven en sentido contrario. Esto es porque la fuerza que ha ejercido la bola A sobre la bola B es la misma; y la bola B ejerce, a su vez, la fuerza contraria sobre la bola A.
Ejemplo 2
Ejemplo 2
Al disparar con una escopeta, existe una fuerza de retroceso de la escopeta de igual intensidad pero en sentido contrario que la bala.
Aquí podéis encontrar más información sobre fórmulas y leyes de la física.
Infografía de las Leyes de Newton
Infografía de las Leyes de Newton
Pulsando sobre el botón que os dejamos a continuación, accederéis a la infografía que hemos realizado junto con el grupo The Strong Movement sobre las 3 Leyes de Newton, con sus respectivos vídeos explicativos y los resultados de los test de preconceptos.
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