Introducción a la Física: Fuerza y Movimiento
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Introducción a la Fuerza
La fuerza es toda causa que puede tener como efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Su unidad es el newton (N).
Tipos de fuerzas
- Gravitatorias: Se deben a una propiedad general de la materia: la masa. Son las responsables del peso de los cuerpos y actúan a distancia.
- Electromagnéticas: Tienen su origen en las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia. Actúan a distancia y por contacto, como por ejemplo, el rozamiento.
- Nucleares: Con ellas se explican fenómenos como la radiactividad o la energía que se libera en las estrellas.
Necesidad de contacto
- De contacto: Si es necesario tener contacto para ejercerlas, por ejemplo, cuando empujas un objeto.
- A distancia: Cuando el contacto no es necesario, por ejemplo, las fuerzas entre imanes.
Excepto el peso, que tiene origen gravitatorio (son siempre atractivas), las demás fuerzas de nuestro entorno son electromagnéticas (pueden ser atractivas o repulsivas).
Deformación elástica: Ley de Hooke
La ley de Hooke establece que la deformación que experimenta un muelle es directamente proporcional a la fuerza que se aplica para deformarlo.
Movimiento
Sistema de referencia
Un sistema de referencia es un lugar, llamado origen del sistema, junto con la forma de localizar un objeto respecto a él.
Trayectoria
La trayectoria es la línea que resulta de unir las posiciones por las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.
Espacio recorrido
El espacio recorrido (e) es la distancia, medida sobre la trayectoria, que separa la posición inicial de la posición final de un cuerpo en movimiento. En el SI se mide en metros (m).
Rapidez media
La rapidez media resulta de dividir el espacio entre el tiempo.
Magnitudes y fórmulas
| Magnitud | Unidad | Fórmulas |
|---|---|---|
| Tiempo | s | - |
| Velocidad o rapidez | m/s | v = e / t |
| Fuerza o peso | N | F = m ⋅ a o P = masa ⋅ g (9.8) |
| Masa | kg | - |
| Longitud o espacio | m | - |
| Aceleración | m/s2 | a = v / t (variación de rapidez en un tiempo) |
| Elástico | - | F = k ⋅ x significa: N = constante N/m ⋅ lo que se deforma (m) |
| Variación de rapidez | - | vf - vo |
Donde:
- g = aceleración debida a la gravedad (9.8 m/s2)
- m = masa (kg)
Fuerzas cotidianas
- Rozamiento (Fr): Es una fuerza de origen electromagnético que actúa sobre las superficies de contacto de los cuerpos, oponiéndose al movimiento.
- Peso (P): De un cuerpo en la Tierra es la fuerza con la que esta lo atrae.
- Normal (N): Esta ejerce una fuerza contraria al peso, que lo sujeta.
- Tensión (T): Cuando trasladamos un cuerpo tirando de él con cuerdas o cables, estos se tensan.
- Fuerza elástica (Fe): Un cuerpo elástico deformado tiende a recuperar su forma original, ejerciendo una fuerza opuesta a la que lo deforma.