Explorando las Fuerzas y el Movimiento: Conceptos y Aplicaciones
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Definición de Fuerza
Se define fuerza como toda causa que puede tener como efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Su unidad, en el SI, es el Newton (N).
Tipos de Fuerzas
- Fuerzas Gravitatorias: Se deben a una propiedad general de la materia: la masa. Son las responsables del peso de los cuerpos.
- Fuerzas Electromagnéticas: Tienen su origen en las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia.
- Fuerzas Nucleares: Con ellas se explican fenómenos como la radiactividad o la energía que liberan las estrellas.
Rozamiento
El rozamiento es una fuerza de origen electromagnético que actúa sobre las superficies de contacto de los cuerpos, oponiéndose al movimiento.
Peso
El peso de un cuerpo en la Tierra es la fuerza con la que esta lo atrae. Se calcula como: P = m * g
Tensión
Cuando trasladamos un cuerpo tirando de él con cuerdas o cables o lo colgamos de ellos, estos se tensan. Se representa como T.
Fuerza Elástica
Un cuerpo elástico deformado tiende a recuperar su forma original, ejerciendo una fuerza opuesta a la que lo deforma.
Ley de Hooke
La Ley de Hooke (siglo XVII) establece que la deformación que experimenta un muelle es directamente proporcional a la fuerza que se le aplica para deformarlo.
F = k * x
- F = fuerza aplicada
- K = constante elástica
- x = deformación
Sistema de Referencia y Trayectoria
Un sistema de referencia es un lugar, llamado origen del sistema, junto con la forma de localizar un objeto respecto a él.
La trayectoria es la línea que resulta de unir las posiciones por las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.
- Línea recta = movimientos rectilíneos
- Línea curvada = movimientos curvilíneos
- Circunferencia = movimientos circulares
En cualquier caso, la trayectoria, al igual que la posición, depende del sistema de referencia.
Espacio Recorrido
Se denomina espacio recorrido (e) a la distancia, medida sobre la trayectoria, que separa la posición inicial de la posición final de un cuerpo en movimiento (si no cambia de sentido). En el SI se mide en metros.
e = sf - so
Rapidez Media
La rapidez media (Vm) resulta de dividir el espacio recorrido entre el tiempo (t) que se invierte en recorrerlo.
Vm = e / t
Aceleración
La aceleración (a) se define como el cociente entre la variación de la rapidez y el tiempo (t) en el que esta se produce.
a = (Vf - Vo) / t
Máquinas Simples
Una máquina simple es un artefacto mecánico que transforma fuerzas.
Tipos de Palancas
- Palancas de primer género: El fulcro se encuentra entre la potencia y la resistencia. Ejemplos: tijeras y alicates.
- Palancas de segundo género: La resistencia se encuentra entre la potencia y el fulcro. Ejemplos: carretilla de mano y cascanueces.
- Palancas de tercer género: La potencia se encuentra entre la resistencia y el fulcro. Ejemplos: quitagrapas y pinzas.