Conceptos Fundamentales de la Fuerza y las Leyes de Newton en Física
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Fuerza: Una Interacción Fundamental
La fuerza es toda causa capaz de provocar una deformación o un cambio en el estado de movimiento de un cuerpo.
Efectos de la Fuerza
Los efectos de la fuerza pueden ser:
- Rígidos
- Elásticos
- Plásticos
Fuerzas y Deformaciones: La Ley de Hooke
La Ley de Hooke establece que cuando se aplica una fuerza a un muelle (o resorte), esta le provoca una deformación directamente proporcional al valor de dicha fuerza.
Operaciones con Fuerzas
Fuerzas Concurrentes
Las fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.
Suma de Fuerzas Concurrentes con Misma Dirección
- La resultante de sumar dos fuerzas concurrentes con la misma dirección y sentido es una fuerza de la misma dirección y sentido, cuyo módulo 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, con el sentido de la fuerza mayor y cuyo módulo es la diferencia de los módulos.
Suma de Fuerzas Concurrentes con Distinta Dirección
Para sumar dos fuerzas concurrentes con distinta dirección, se utiliza la regla del paralelogramo.
Fuerzas No Concurrentes
Las fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; es decir, son paralelas.
Cuerpos en Equilibrio
Un cuerpo está en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien cuando actúan varias fuerzas concurrentes de forma que la resultante de todas ellas es cero.
Las Fuerzas como Causa del Cambio de Movimiento: Leyes de Newton
Primer Principio de la Dinámica (Principio de Inercia)
El Principio de Inercia establece que si un cuerpo que se mueve no sufre ninguna perturbación, continuará moviéndose eternamente con movimiento rectilíneo uniforme (MRU). En otras palabras, cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose con MRU.
Segundo Principio de la Dinámica
El Segundo Principio de la Dinámica relaciona la fuerza, la masa y la aceleración. Un newton (N) es la fuerza que, al actuar sobre un cuerpo de 1 kg, le comunica una aceleración de 1 m/s².
Tercer Principio de la Dinámica (Principio de Acción y Reacción)
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 siempre aparecen por parejas, lo que se conoce como interacción.
Se llama fuerza normal (N) a la fuerza de reacción de un plano sobre un cuerpo que está apoyado en él.
Las Fuerzas y el Movimiento
Fuerza de Rozamiento
La fuerza de rozamiento (o fricción) depende de la fuerza de reacción de la superficie de apoyo sobre el cuerpo (la fuerza normal, N) y de las características de las dos superficies en contacto.
