Fundamentos de la Dinámica y Cinemática: Tipos de Fuerza y Movimiento

Conceptos Fundamentales de la Fuerza

La fuerza es toda causa que tiene como efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación del mismo.

La fuerza resultante, o fuerza neta, es la que se obtiene al componer (sumar vectorialmente) todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.

Clasificación de las Fuerzas

Las fuerzas se clasifican según su modo de aplicación:

• Las fuerzas de contacto son aquellas en las que es necesario tocar el cuerpo sobre el que se aplican.
• Las fuerzas a distancia son aquellas que se pueden aplicar sin tocar el objeto.

Tipos Específicos de Fuerzas Comunes

Fuerzas de Fricción y Resistencia

• La fuerza de rozamiento es la fuerza de fricción que el suelo ejerce sobre un cuerpo que desliza sobre él.
• La resistencia al aire es la fuerza de fricción que ejerce el aire.

Fuerzas de Contacto y Tensión

• La fuerza normal es la fuerza de contacto que una superficie ejerce sobre los objetos que están sobre ella, impidiendo que la atraviesen.
• La tensión es la fuerza que los hilos, las cuerdas, los cables, etc., pueden ejercer sobre los cuerpos atados a un extremo al tirar de algo.
• La fuerza elástica es la fuerza restauradora que se manifiesta cuando se deja de aplicar fuerza sobre un objeto (como un muelle), haciendo que vuelva a su forma original.

Fuerzas a Distancia y Leyes Físicas

• El peso ($P$) es la fuerza a distancia con la que nuestro planeta atrae a los objetos de su superficie. Se calcula mediante la expresión: $P = m \cdot g$.
• Fuerza en las colisiones: Cuando dos cuerpos (como dos bolas de billar) chocan, se aplican mutuamente una fuerza. La fuerza elástica de un muelle se describe por la Ley de Hooke: $F = k \cdot \Delta l$.

Las Fuerzas Fundamentales de la Naturaleza

Estas son las fuerzas que rigen las interacciones en el universo:

• La fuerza gravitatoria es la fuerza a distancia por la que los cuerpos se atraen por el hecho de tener masa.
• La fuerza electromagnética, que podemos dividir en eléctrica y magnética.
• La fuerza nuclear (fuerte y débil) es la fuerza que actúa en los núcleos atómicos, haciendo que las partículas del núcleo de los átomos permanezcan unidas entre sí.

Conceptos de Cinemática

Espacio Recorrido y Rapidez

• Se denomina espacio recorrido ($e$) a la distancia, medida sobre la trayectoria, que separa la posición inicial de la final.
• En lenguaje matemático: $e = s - s_0$.
• La rapidez es una magnitud que nos informa sobre el ritmo al que un cuerpo recorre espacio.
• Cuando en un movimiento la rapidez se mantiene constante, este recibe el nombre de movimiento uniforme.