Fuerzas en el movimiento: Fuerza centrípeta, peso, tensión y rozamiento
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Fuerzas en el movimiento: Fuerza centrípeta, peso, tensión y rozamiento
Fuerza centrípeta
La fuerza centrípeta o normal se encarga de producir cambios en la dirección del movimiento. Es perpendicular a la velocidad.
Peso
En el momento en que el atleta suelte el martillo, esta fuerza desaparecerá y el martillo saldría con movimiento rectilíneo uniforme si no fuese por la fuerza peso.
Fn = m • a = m • g
El peso es la fuerza con que la Tierra atrae a los cuerpos por el hecho de tener masa. Es por eso que a menudo confundimos los conceptos masa y peso.
Para calcular el peso debemos multiplicar la masa por la aceleración de la gravedad, g: P = m • g
En cuanto a la dirección y el sentido, siempre está dirigido hacia el centro de la Tierra.
Tensión
Cuando encontramos cuerpos enlazados por una cuerda o cable, aparece una fuerza a la que llamamos tensión (T). Si la cuerda es inextensible y consideramos su masa despreciable, la tensión será la misma en todos los puntos de la cuerda.
En el caso del lanzador, la tensión será igual a la fuerza centrípeta.
Rozamiento
Estamos tan acostumbrados a vivir con rozamiento que nos cuesta entender que ejerce una fuerza. El rozamiento es posiblemente la causa de que no se formulasen antes las leyes de la dinámica.
La fuerza de rozamiento aparece siempre que hay un movimiento relativo entre dos superficies en contacto y se opone a él.
Fr = -(u)N
Donde u es el coeficiente de rozamiento y depende de las superficies en contacto.
Leyes de Newton
La primera ley de Newton, también conocida como ley de la inercia, nos dice que, si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o si la fuerza resultante es cero, el cuerpo se mantendrá en reposo o seguirá con movimiento rectilíneo uniforme (v = cte).
Como no actúa ninguna fuerza, y el cohete está parado, seguirá parado. F = 0
La segunda ley de Newton, o principio fundamental de la dinámica, nos indica que la existencia de una fuerza resultante distinta de cero produce en un cuerpo un cambio en su movimiento, una aceleración, que es directamente proporcional a la fuerza que la produce: F = m • a, siendo la masa la constante de proporcionalidad.
Cuando se encienden los motores, estos ejercen una fuerza y el cohete empieza a moverse con una aceleración a.
La tercera ley de Newton, o ley de acción y reacción, nos enseña que, en las interacciones entre dos cuerpos, las fuerzas aparecen de dos en dos, de manera que a toda fuerza «acción» se opone otra igual en módulo y dirección, pero de sentido contrario, «reacción».
F(→1,2) = -F(→2,1)