Fundamentos de la Fuerza, Electricidad y Magnetismo en Física
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¿Qué es la fuerza?
La fuerza es una interacción entre cuerpos capaz de deformarlos o de modificar su estado de reposo o movimiento.
Tipos de deformación
- Deformación elástica: Los cuerpos elásticos son aquellos que recuperan su tamaño y forma cuando la fuerza deja de actuar.
- Deformación plástica: Son aquellos que no recuperan su forma original una vez que cesa la fuerza que los deforma.
Leyes y efectos del movimiento
Principio de la inercia
El principio de la inercia afirma que, si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, o las que actúan están equilibradas, este conserva su estado, ya sea de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.
Cambios en la velocidad
Las fuerzas producen cambios en la velocidad que:
- Modifican el estado de reposo de un cuerpo.
- Aceleran el movimiento de los cuerpos.
- Frenan el movimiento de los cuerpos.
- Modifican la dirección del movimiento de los cuerpos.
Medición y sistemas de fuerzas
El dinamómetro
El dinamómetro es un instrumento que sirve para medir fuerzas. La unidad de fuerza es el Newton (N).
Sistemas de fuerza
Un sistema de fuerza es un conjunto de fuerzas que actúan al mismo tiempo sobre un cuerpo. Estos pueden ser:
- Fuerzas con el mismo sentido.
- Fuerzas con distinto sentido.
- Fuerzas perpendiculares.
Tipos de fuerzas específicas
- Fuerza elástica: Se rige por la fórmula F = k · x.
- Fuerza de rozamiento: Es una fuerza que generalmente se opone al movimiento y que aparece al poner en contacto dos superficies.
- Fuerza de tensión: La fuerza con la que una cuerda tira del objeto al cual está unida se conoce como fuerza de tensión.
Electricidad y Electrización
Cuando frotamos dos cuerpos, los electrones que pierde un cuerpo pasan al otro y ambos quedan electrizados. Esta forma de electrización se denomina por frotamiento. La cantidad de carga total se mantiene.
En la electrización por inducción, al aproximar un cuerpo cargado a otro neutro, las cargas de este se recolocan debido a la fuerza eléctrica.
Conductores y aislantes
- Los conductores son materiales capaces de transmitir cargas eléctricas de un punto a otro con mucha facilidad.
- Los aislantes son materiales que oponen resistencia al movimiento libre de los electrones a través de ellos.
Magnetismo y Electromagnetismo
El magnetismo es el poder que presentan ciertos cuerpos de interactuar con algunos metales, como el hierro, atrayéndose mutuamente. Cada imán tiene dos polos, que reciben el nombre de norte y sur. Un imán crea en su entorno una propiedad física llamada campo magnético.
La brújula y la inducción electromagnética
La brújula es un instrumento que consiste en una aguja magnetizada que tiene libertad para girar sobre un eje, y que señala a un punto muy cercano al polo norte geográfico.
Una corriente eléctrica, o lo que es lo mismo, las cargas en movimiento, crea un campo magnético. Al variar un campo magnético dentro de una bobina, se genera un movimiento en las cargas del cable o, lo que es lo mismo, se genera corriente eléctrica.