Llamamos
fuerza a aquella magnitud física capaz de producir deformaciones en un
cuerpo y o modificar su estado de reposo o movimiento.
Son
magnitudes vectoriales, además del valor numérico tenemos que indicar su
dirección y el sentido en el que se aplica. Por eso se representan
mediante vectores.
Tipos de fuerzas:
Las fuerzas surgen debido a la interación entre dos cuerpos. Existen dos tipos interacciones entre dos cuerpos, por contacto y fuerzas a distancia.
Fuerzas por contacto:
Cuando dos cuerpos entran en contacto y surge una fuerza o interacción,
por ejemplo dar una patada a un balón, empujar un mueble...
Fuerzas a distancia: Son
aquellas interacciones que aparecen sin que los cuerpos se encuentren
en contacto. Son la atracción gravitatoria (el peso), la inteacción
electromagnética (responsable de la las fuerzas de atracción y repulsión
eléctrica y la interaccion magnetica) y la fuerza nuclear fuerte
(responsable de la unión de las partículas del núcleo) y la fuerza
nuclear débil.
MEDIDA DE FUERZAS. LEY DE HOOKE:
Uno de los efectos de las fuerzas es producir deformaciones. Si ésta se produce sobre un resorte o muelle la deformacion producida es proporcional a la fuerza aplicada.
De forma matemática:
F= k. (l-lo)
Siendo k la constante elástica del resorte, característica de cada muelle, y (l-lo)el alargamiento producido. Para comprobar la ley de Hooke entra en la siguiente simulación.
Un
dinamómetro, instrumento para medir fuerzas, no es mas que un muelle
graduado, llevan marcada la escala en Newtons en lugar marcar el
alargamiento en cm. Sólo hay que utilizar la ley de Hooke para realizar
esta escala.
COMPOSICIÓN O SUMA DE FUERZAS CONCURRENTES
Las fuerzas son vectores, por lo que no se pueden sumar sus valores numericos sin mas. Es necesario tener en cuenta su direccion y sentido.
Si las fuerzas tienen misma direccion y sentido: Las fuerzas tienen además el mismo punto de aplicacion, son concurrentes. En este caso la resultante lleva la misma direccion y sentido que las fuerzas iniciales y su modulo será la suma de los módulos.
R= F1+F2
Si las fuerzas tienen misma direccion pero sentido contrario: En este caso la resultante lleva la misma direccion y sentido que la fuerza mayor y su modulo será la resta de los módulos (mayor menos menor).
R= F1 - F2
Si las fuerzas llevan cualquier dirección: se cumple la ley del paralelogramo. La fuerza resultante se corresponde con la diagonal del paralelogramo definido por las fuerzas iniciales.
si las fuerzas son perpendiculares se puede calcular la resultante aplicando el teorema de Pitágoras.
R2= F1
2 + F22
Para trabajar con ellas entra en el siguiente enlace, trabaja con las simulaciones y contesta a las preguntas.
DESCOMPOSICION DE FUERZAS
Necesario cuando tenemos que sumar fuerzas de distintas direcciones. Para ello lo primero que hay que hacer es descomponer las fuerzas proyectandolas sobre cada eje, mediante las funciones trigonométricas seno y coseno de un ángulo.
Aplicando estas razones trigonométricas podemos calcular las componentes x e y de cualquier fuerza:
Si tenemos que sumar varias fuerzas, solo hay que calcular sus componentes en los ejes X e Y y sumar las fuerzas que aparecen en cada uno de los ejes. De esta forma llegaremos a un problema con dos fuerzas, una en el eje X y otra en el eje Y perpendiculares. Para calcular la resultante sólo tenemos que aplicar el teorema de Pitágoras.
