1. Las fuerzas como interacción
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| Imagen 2 de Oscar Alonso bajo licencia Creative Commons |
Cuando empujas un cuerpo, golpeas una pelota o estiras un muelle estás interaccionando con el cuerpo, la pelota o el muelle. Esta interacción hace que se desplace el cuerpo, cambie su velocidad la pelota o se deforme el muelle.
Para que un cuerpo interaccione es necesario que exista otro cuerpo; es decir, las interacciones tienen un origen material.
Seguro que has visto como un imán atrae a un clavo de hierro o cómo cae un objeto. Las interacciones entre dos cuerpos no sólo se producen por contacto, ya que también se producen a distancia.
Si observas los efectos que produce una interacción, notarás que son distintos según sea la intensidad de la misma, la dirección en que se produce, su sentido y el punto donde se aplica. Por esto, una interacción debe representarse mediante una magnitud vectorial.
Actividad
Una fuerza es una magnitud vectorial, manifestación de una interacción entre dos cuerpos, que puede producirse por contacto entre ellos o a distancia. Su efecto es cambiar el estado de movimiento del cuerpo o de deformarlo.
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| Imagen 3 de elaboración propia |
Cada interacción se representa por una fuerza y cada fuerza por un vector.
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional de Unidades (S.I.) es el newton (N).
En muchas ocasiones interesa expresar la fuerza en sus componentes cartesianas:
Ejemplo o ejercicio resuelto
Sobre un cuerpo apoyado en una mesa actúa una fuerza de 5 N que forma un ángulo de 30º sobre la horizontal.
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| Imagen 4 de elaboración propia |
a) Haz un esquema de la fuerza y sus componentes cartesianas.
b) Calcula las componentes de la fuerza.
Actividad
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| Imagen 7 de elaboración propia |
Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas a la vez, sus efectos son los mismos que los que se producirían con una sola fuerza, llamada fuerza resultante.
La fuerza resultante o fuerza neta se obtiene sumando vectorialmente las fuerzas que actúan sobre el cuerpo:
Para calcular la fuerza neta es muy útil descomponer las fuerzas en sus componentes cartesianas rectangulares y obtener las componentes de la resultante sumando las respectivas componentes.
Ejemplo o ejercicio resuelto
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| Imagen 8 de elaboración propia |
Dos operarios empujan un cajón aplicando cada uno una fuerza paralela al suelo. El primero hace una fuerza de 50 N y el segundo de 40 N, formando entre ellos un ángulo de 37º. ¿Cuál es la fuerza neta sobre el cajón?
AV - Pregunta de Elección Múltiple