1. La fuerza, una interacción.
2. Las fuerzas y las deformaciones.
3. Operaciones con las Fuerzas
4. Cuerpos en equilibrios.
5. Las fuerzas como causa del cambio de movimiento.
6. Las fuerzas y el movimiento.
1-LA FUERZA, UNA INTERACCIÓN
La causa de la deformación o del cambio de situación del reposo al movimiento la denominamos fuerza.
Fuerza es toda causa capaz de provocar una deformación o un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo.
Una fuerza es el resultado de una interacción entre dos cuerpos. Un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro o recibe la fuerza que otro ejerce sobre él.
Hay fuerzas que se ejercen entre cuerpos que están en contacto físico. Como la fuerza que se ejerce cuando das una patada a un balón. Pero otras veces la fuerza se ejerce también a distancia.
1.1- LAS FUERZAS SON VECTORES.
La fuerza es una magnitud vectorial. Para definirla, además del módulo (la intensidad), hay que indicar su dirección, sentido y punto de aplicación. en el SI, la fuerza se mide en Newtons (N)
2- LAS FUERZAS Y LAS DEFORMACIONES.
Uno de los efectos de las fuerzas ( el efecto estático) es provocar deformaciones en los cuerpos. Pero no todos los cuerpos se comportan de la misma manera, por eso lo clasificamos en:
-Rígidos: no se deforman por acción de una fuerza.
-Elásticos: Se deforman por la acción de una fuerza, pero recuperan su forma original cuando desaparece la fuerza.
-Plásticos: se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma original cuando desaparece la fuerza, sino que quedan deformados permanentemente.
El que un cuerpo sea rígido, elástico o plástico depende de la materia de que esté hecho y también de la fuerza que apliquemos.
* Si la fuerza que aplicamos a un cuerpo elástico es muy grande, puede que no consiga recuperar su forma original aunque desaparezca la fuerza; se dice que se ha superado el límite de elasticidad y que las deformaciones son permanentes.
* Si la fuerza que aplicamos a un cuerpo rígido es muy grande, puede que se rompa; se dice que se ha superado el límite de rotura.
2.1-LA LEY DE HOOKE.
Un cuerpo elástico es aquel que se deforma cuando se le aplica una fuerza pero recupera su forma original cuando deja de aplicarse.
La ley de Hooke dice que cuando se aplica una fuerza a un muele, le provoca una deformación directamente proporcional al valor de esa fuerza.
F = k * incremento de l.
La constante de proporcionalidad k se llama constante de elasticidad y es característica del muelle. en el SI k se mide en N/m
2.2- EL DINAMÓMETRO.
Es un aparato que se utiliza para medir fuerzas. Existen de distinto rango y precisión.
3- OPERACIONES CON LAS FUERZAS.
Fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.
Fuerza resultante es aquella que produce el mismo efecto que otras varias.
3.1- SUMA DE FUERZAS CONCURRENTES CON LA MISMA DIRECCIÓN.
* La resultante de sumar dos fuerzas concurrentes que tienen la misma dirección y sentido es una fuerza de la misma dirección y sentido y cuyo modulo es la suma de los módulos.
* La resultante de sumar dos fuerzas concurrentes que tienen la misma dirección y sentidos opuestos es una fuerza de la misma dirección, el sentido de la fuerza mayor y cuyo módulo es la diferencia de los módulos.
3.2- SUMA DE FUERZAS CONCURRENTES CON DISTINTA DIRECCIÓN.
Para sumar dos fuerzas concurrentes de distinta dirección se utiliza la regla del paralelogramo.
3.3-SUMA DE FUERZAS PARALELAS NO CONCURRENTES.
Fuerzas no concurrentes son aquéllas cuyas direcciones no se cortan: es decir, son paralelas.
4- CUERPOS EN EQUILIBRIO
Un cuerpo esta en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre el, o bien cuando actúan varias fuerzas concurrentes de forma que la resultante de todas ellas sea 0.
Si la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo ( su resultante ) no es cero, para que esté en equilibrio hay que aplicarle una fuerza igual y de sentido contrario a la resultante, en el mismo punto de aplicacion de la resultante.
Si el cuerpo esta sometido a la acción de varias fuerzas paralelas no concurrentes, para que esté en equilibrio hay que aplicarle una fuerza igual y de punto de aplicacion de la resultante.
Si aplicamos una fuerza igual a la resultante, pero con otro punto, el cuerpo girará.
5- LAS FUERZAS COMO CAUSA DEL CAMBIO DE MOVIMIENTO.
``Si un cuerpo que se mueve no sufre ninguna perturbación, continuará moviendose eternamente con movimiento rectilíneo y uniforme´´
5.1- PRIMER PRINCIPIO DE LA DINÁMICA.
``Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continua en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviendose con MRU´´
5.2- SEGUNDO PRINCIPIO DE LA DINÁMICA.
``Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección y sentido que la fuerza´´
5.3- TERCER PRINCIPIO DE LA DINÁMICA.
``Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de sentido contrario denominada reacción´´. Las fuerzas aparecen por parejas (interacción)
6.- LAS FUERZAS Y EL MOVIMIENTO.
Los principios de la dinámica nos permiten conocer el tipo de movimiento que tendrá un cuerpo si conocemos las fuerzas que actúan sobre el.
6.1- MRU.
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta, es decir, o bien no actúa ninguna fuerza sobre el cuerpo o, si actúan varias, su resultante es cero.
La experiencia nos dice que todos los cuerpos que se mueven acaban parándose. La razón es que existen fuerzas de rozamiento.
6.2- MRUA
El segundo principio de la dinámica dice que la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo le provoca una aceleración en la dirección y sentido de la fuerza aplicada.
Si la resultante, y por tanto la aceleración, tiene la dirección del movimiento provocará cambios en el modulo del vector velocidad, pero no en su dirección. Será una aceleración tangencial y el cuerpo tendrá un movimiento rectilíneo y uniforme acelerado.
6.3- EL PLANO INCLINADO.
El cuerpo que está sobre el plano inclinado está sometido solo a la acción de su peso. Para calcular Px tenemos en cuenta que el ángulo que forma el plano con la horizontal (ángulo a) es el mismo que forman P y Px.
6.4- LA FUERZA DE ROZAMIENTO.
El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento. La intensidad de la fuerza de rozamiento depende del valor de la fuerza de reacción de la superficie de apoyo sobre el cuerpo y de las características de las dos superficies en contacto. El rozamiento es mucho menor si el móvil se apoya sobre una superficie pulimentada como el hielo que si lo hace sobre una superficie rugosa.
6.5- MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME.
Cuando un cuerpo gira, su velocidad cambia continuamente.
La aceleración normal o centrípeta, es la que mide la variación de la dirección de la velocidad con el tiempo.
Como nos dice el segundo principio de la dinámica, si un cuerpo tiene un movimiento acelerado, debe estar sometido a una fuerza. En este caso, si tiene aceleración centrípeta, estará sometido a una fuerza centrípeta.
