Fuerzas en física: tipos, medición y efectos sobre los cuerpos
Fuerza: definición y efectos
Una fuerza es cualquier acción que, al aplicarla sobre un cuerpo, puede lograr dos tipos de efectos:
- Estático: deforma el cuerpo.
- Dinámico: cambia su estado de reposo o movimiento; es decir, lo frena o cambia su dirección.
Tipos de fuerzas
Pueden ser:
- Fuerzas de contacto: el objeto que ejerce la fuerza toca al objeto sobre el que actúa. Ej.: fuerzas que tiran, empujan o deforman.
- Fuerzas a distancia: el objeto que ejerce la fuerza no toca al objeto sobre el que actúa. Ej.: la fuerza peso, que hace que una bola caiga.
Dinamómetro
El dinamómetro es un aparato que se utiliza para medir fuerzas; tiene un muelle calibrado en su interior. Al ejercer una fuerza, el indicador de su extremo marca el valor de la fuerza.
- Rango del dinamómetro: intervalo comprendido entre el valor mínimo y máximo de fuerza que puede medir.
- Precisión del dinamómetro: menor cantidad de variación de fuerza que puede medir.
Clasificación de los cuerpos
Los cuerpos pueden clasificarse en:
- Rígidos: no se deforman por acción de una fuerza.
- Elásticos: se deforman por acción de una fuerza y recuperan su forma original cuando la fuerza desaparece (ej.: goma o muelle).
- Plásticos: se deforman por acción de una fuerza y no recuperan su forma original cuando desaparece la fuerza; quedan deformados permanentemente (ej.: barro).
Ley de Hooke
Al aplicar una fuerza a un muelle, se produce una deformación que es directamente proporcional al valor de la fuerza:
F = k · ΔL
Fuerza de peso
Peso: P = m · g
Tensión, fuerza normal y rozamiento
La tensión es la fuerza soportada por un cable o una cuerda cuando un cuerpo cuelga o tira de ella.
La fuerza normal es la fuerza que ejerce una superficie sobre los cuerpos que están apoyados sobre ella.
La fuerza de rozamiento es una fuerza que se opone al movimiento. Aparece siempre que un cuerpo se mueve sobre el suelo, en el aire, en el agua…
Cómo se electrizan los cuerpos
- Frotamiento: un cuerpo adquiere carga positiva o negativa dependiendo de qué sea más fácil que pierda electrones que otro cuerpo con el que se frota.
- Contacto: los dos cuerpos tendrán carga del mismo signo. La carga inicial se reparte entre los dos cuerpos.
- Inducción: el cuerpo adquiere una carga de signo contrario a la que tenía el cuerpo inductor.
Imanes y dominios magnéticos
Si rompemos un imán, cada trozo es un imán completo, con un polo norte y un polo sur; se forman dos imanes. Esto se debe al modo en que se organizan internamente sus partículas. Los átomos forman pequeñas regiones llamadas dominios, cada una de las cuales es como un imán en miniatura.