Fuerzas y movimiento: conceptos esenciales sobre peso, tensión, rozamiento y velocidad

Fuerzas

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 acelera, lo frena o lo cambia de dirección.

Tipos de fuerzas

Fuerzas de contacto: el objeto que ejerce la fuerza toca el objeto sobre el que actúa. Ejemplo: fuerzas que tiran, empujan o deforman.

Fuerzas a distancia: el objeto que realiza la fuerza no toca el objeto sobre el que actúa. Ejemplo: la fuerza peso, que hace que una bola caiga.

Clasificación según la deformación

• Rígidos: no se deforman por la acción de una fuerza, como la moneda.
• Elásticos: se deforman por la acción de una fuerza, pero recuperan su forma original cuando desaparece la fuerza, como la goma o el muelle.
• Plásticos: se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma original cuando desaparece la fuerza; quedan deformados permanentemente, como el barro.

Peso y Ley de Hooke

Llamamos peso a la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos.

1 kilogramo (kg) de masa pesa 9,8 newtons (N).

Ley de Hooke: al aplicar una fuerza a un muelle, se le produce una deformación que es directamente proporcional al valor de la fuerza.

Fuerzas específicas

La dirección de la fuerza peso siempre es vertical y su sentido, hacia abajo, aunque el cuerpo se apoye en una superficie inclinada.

La tensión es la fuerza soportada por un cable o una cuerda cuando un cuerpo cuelga o tira del cable o la cuerda.

La fuerza normal es la fuerza que ejerce una superficie sobre los cuerpos que están apoyados sobre ella.

La fuerza de rozamiento (fricción) es una fuerza que se opone al movimiento; aparece siempre que un cuerpo se mueve sobre el suelo, en el aire, en el agua…

Cinemática: posición, trayectoria y velocidad

Posición: es el lugar que ocupa el móvil en un instante.

Trayectoria: es la línea que describe el móvil en su movimiento.

Espacio recorrido: es la distancia que recorre el móvil a lo largo de la trayectoria.

Desplazamiento: la distancia más corta entre la posición inicial y la posición final.

Velocidad instantánea: es la que lleva el móvil en un momento concreto.

Velocidad media: en un recorrido, es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo que empleamos en hacerlo.

Se dice que la velocidad es una magnitud vectorial. Para conocer la velocidad de un móvil hay que indicar:

• El módulo: es su valor o cantidad. Por ejemplo, 5 m/s.
• La dirección: es la del camino por el que se desplaza. Por ejemplo, norte-sur.
• El sentido: viene indicado por el destino del movimiento; por ejemplo, sentido norte.