Concepto de Fuerza
La fuerza efectúa un cambio en la velocidad del objeto, si no se ejerce fuerza, el objeto se moverá a velocidad constante o permanecerá en reposo.
Al provocar un cambio en la velocidad de un objeto lo estamos acelerando, frenando o cambiando su direccion de movimiento.
La formula general para la fuerza, que se puede aplicar para cualquier tipo de fuerza es:
F = masa . aceleración
Tipos de Fuerzas
Fuerza Centrífuga
Es una fuerza que se produce en un movimiento de rotación y tiene una dirección perpendicular a la trayectoria hacia fuera de la misma.
En un movimiento circular la aceleración se puede descomponer en la aceleración normal y tangencial, la fuerza centrífuga es la masa del objeto multiplicada por la aceleración normal.
F = masa . aceleración normal
Las componentes intrínsecas de la aceleración se expresan:
La aceleración esta formada por dos componentes, al aceleración tangencial y la aceleración normal
Aceleración tangencial
Es la aceleración tangente a la trayectoria del objeto es la que provoca el cambio en la velocidad
Aceleración Normal
Es la aceleración que provoca el cambio del dirección en la trayectoria del objeto, va dirigida al centro de la trayectoria
Fuerza Centrípeta
La fuerza centrípeta es de igual en valor que la centrifuga pero tiene una dirección hacia el centro de la trayectoria.
Si hacemos girar un objeto con una cuerda, la fuerza centrípeta es la tension de la cuerda.
En el caso de los planetas girando alrededor del Sol, la fuerza centrípeta es la fuerza de atracción que ejerce el Sol sobre el planeta.
Fuerza Normal
Es la fuerza de acción-reacción de la tercera ley de Newton. Un objeto sobre una supercie, ejerce una fuerza debida al peso y la superfie ejerce una fuerza normal al objeto. Se llama así porque es perpendicular a la superficie.
Esta fuerza esta relaciona con la fuerza de rozamiento.
Fuerza de Rozamiento
Es la fuerza de rozamiento se opone al movimiento de los objetos frenándolos. Es debida a la fricción entre las superficies.
Las ruedas de los coches ejercen un gran friccion contra el asfalto, gracias a esto es posible controlar la trayectoria con el volante.
No se producen desplazamientos laterales y evita que las ruedas deslicen.
El valor de la fuerza de rozamiento es igual a la fuerza normal por un coeficiente de rozamiento que depende del tipo de superficies en contacto.
Para los neumaticos tiene un vlaor esntre 0,8 y 0,9.
Fuerza Elástica
Los muelles tienen la característica que al ser deformados vuelven a su estado inicial, es lo que se conoce como ley de Hook. La fuerza elástica dependerá de las propiedades físicas del muelle que se caracteriza por su constante K.
F = K . AL
Fuerza Gravitatoria
La fuerza gravitatoria es debida a la atracción entre los objetos con masa, para un objeto cerca de la superficie terrestre la acción de la gravedad se llama peso. La gravedad ejerce la misma aceleración sobre todos lo cuerpos
Peso = masa . gravedad
Una propiedad interesante es que el tiempo de tardan en caer los cuerpos desde una misma altura es independiente de la masa.
Fuerza Eléctrica
Es la fuerza eléctrica debida a la atracción o repulsión de las cargas, dependiendo del signo que tengan. Una carga genera alrededor un campo eléctrico, que es una magnitud vectorial .
F eléctrica = carga eléctrica . E ( Campo eléctrico)
Fuerza Magnética
Es una fuerza que igual que la eléctrica puede ser de atracción o repulsión, el campo magnético es una magnitud vectorial y está generado por las cargas en movimiento.
F magnética = carga eléctrica . velocidad dela carga . B (campo magnético)
Fuerza Electromotriz
Este nombre fué acuñado por Volta en sus experimentos con pilas. Descubre que hay una fuerza que actuaba sobre las cargas separándolas y la nombró como fuerza electromotriz.
La fuerza electromotriz, en el caso de la pila, es la causa de una separacion de cargas de distinto signo entre sus electrodos. Esto provoca una diferencia de potencial constante entre sus electrodos.
Trabajo de una Fuerza
Se define el trabajo de un fuerza como el producto escalar de la fuerza por el vector desplazamiento.
Fuerzas centrales
Una fuerza es central cuando el vector de posición es paralelo a la fuerza. La fuerza de atracción entre un planeta y el Sol es central y conservativa.
Fuerzas conservativas
La fuerza es conservativa cuando el trabajo que realiza la fuerza solo depende de la posición inicial y final y no del camino recorrido.
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