Fuerza: es toda acción capaz de cambiar el estado
de movimiento o reposo de un cuerpo. Por ejemplo: si empujamos un carrito que
está en reposo le estamos aplicando una fuerza y este se mueve; si lo queremos
detener aplicamos fuerza que lo detenga.
La fuerza genera 3
efectos:
1. Mover un cuerpo en reposo: Al prender un carro y acelerar.
2.
Detener
un cuerpo en movimiento:
Cuando un jugador de futbol detiene la pelota que avanza sobre la cancha.
3. Cambiar la forma o deformarlo: Al apretar una hoja o una plastilina.
Componentes o elementos de
la fuerza:
1. Módulo, magnitud o intensidad: es la cantidad de fuerza que se aplica.
2.
Punto
de origen o aplicación: es
el punto donde se está aplicando la fuerza.
3.
Sentido: orientación de la fuerza, puede ser
izquierda, derecha, arriba o abajo.
4. Dirección: es el ángulo que existe entre el vector fuerza y la
horizontal, es decir, si la fuerza se desplaza o aplica horizontal, vertical o
transversal.
Unidades de la fuerza: la fuerza se mide en Newton (N), según el
Sistema Internacional de Unidades (S.I).
1
Newton = 1 Kg.m/s2
-
Es decir,
un Newton es la fuerza que da una masa de 1 Kg y una aceleración de 1m/s2.
-
Existen
otras unidades con las que se mide la fuerza, como el kilogramofuerza (kg-f)
o la dina.
Clases de fuerza: según el modo cómo se ejercen las fuerzas.
1. A distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza no está en
contacto directo con el cuerpo que la recibe.
Ejemplo:
un imán que atrae una tuerca, ejerce una fuerza a distancia porque la atrae sin
tocarla. Al igual que la fuerza de gravedad de la tierra.
2.
De contacto:
el cuerpo que ejerce la
fuerza está en contacto directo con el que la recibe.
Ejemplo:
la presión que ejerce una persona sobre el teclado de la computadora o el
celular. También al levantar un objeto.
Leyes de Newton:
1. Ley de inercia: todo cuerpo tiende a permanecer en el
estado en el cual se encuentra originalmente; ya sea en reposo o en movimiento,
a no ser que actúe sobre él una fuerza exterior que cambie su estado.
2.
Ley
de fuerza o masa: la
aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que actúa
sobre él, e inversamente proporcional a su masa.
|
m =
|
F
|
|
a
|
|
a =
|
F
|
|
m
|
a = aceleración F= fuerza
m= masa
F = m . a
3.
Ley
de atracción y reacción: cualquier
fuerza aplicada por un cuerpo origina otra con igual módulo y dirección, pero
de sentido contrario.
Ejemplo: - Si una persona empuja a otra de peso
similar, las dos se mueven con la misma velocidad, pero en sentido contrario. - Una persona que rema en un bote empuja el
agua con el remo en un sentido y el agua responde empujando el bote en sentido
opuesto.
Problemas:
|
Datos:
a= ?
m= 0,125 Kg
F= 30 N
|
a = F
m
a = 30 N
= 30
0,125 Kg 0,125
a = 240 m/s2
|
¿Cuál es la aceleración desarrollada por
una pelota de 0,125 Kg de masa, que es lanzada con una fuerza de 30 N?
Trabajo: es lo que se origina de la aplicación de una fuerza sobre un
cuerpo y trae como consecuencia un desplazamiento.
Se expresa: T = F . d
T= Trabajo F= Fuerza d= Desplazamiento
-
La unidad
que representa el Trabajo se llama “Joule”
1 Joule = 1 N . m
Problema
:
|
Datos:
T= ?
d= 30 m
F= 200 N
|
T = F . d
T= 200 N . 30 m
T = 6000 Joule.
|
Un ascensor sube 30 m con una fuerza de 200
N. Calcular el trabajo ejecutado.
Fuerzas intermoleculares: Son las fuerzas de atracción o repulsión
que se establecen entre las moléculas. Puede ser entre un mismo cuerpo o entre
más cuerpos.
1. Fuerzas de Atracción:
a) Adhesión: capilaridad.
b) Cohesión: tensión superficial.
2.
Fuerzas
de Repulsión:
Espacio intermolecular: es el espacio entre moléculas. Este es muy
pequeño en los sólidos, mientras que en los gases es el mayor posible.
Ø
Fuerza
de atracción: fuerzas que se
establecen entre moléculas y tienden a unirlas.
a)
Fuerza
de adhesión: son las
fuerzas que se establecen entre moléculas de cuerpos diferentes.
§
Capilaridad:
es una propiedad de los líquidos que
depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o
fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o
bajar por un tubo capilar.
Solo para entenderlo mejor lean este experimento:
En un
recipiente se vierte agua (coloreada de un cierto tinte para ver con mayor
claridad el efecto que se produce).
Se introduce en
el recipiente un tubo de cristal alargado y estrecho. Inmediatamente parte de
agua del recipiente ascenderá por el tubo hasta alcanzar una altura
determinada, esta altura será tal que el peso del líquido que quede dentro del
tubo sea igual a la tensión superficial de dicho líquido.
Si tomamos un
tubo con un mayor diámetro el agua que ascenderá por él llegará a menor altura,
pero el peso del líquido que queda dentro del tubo también es igual a la
tensión superficial de dicho líquido.
Ø
Fuerza
de cohesión: son las
fuerzas de atracción que se establecen entre las moléculas de un mismo cuerpo. La
fuerza de cohesión es muy fuerte en los sólidos, de menor intensidad en
líquidos y muy débil en los gases.
b)
Tensión
superficial: es una fuerza
de resistencia que se genera en la superficie de un líquido al contacto con el
aire, por la fuerte unión entre moléculas superficiales.
-
Ejemplo:
el mercurio no moja ninguna superficie por su elevada tensión superficial,
mientras que el aceite se adhiere a las superficies por su baja tensión.
§
Propiedades
de la tensión superficial, tomando como referencia el agua:
1.
Resistencia
al peso de los cuerpos y la presión:
la tensión superficial de una sustancia resiste pesos y presiones ligeras.
-
Ejemplo: un zancudo puede caminar sobre el agua, una aguja pequeña y
delgada colocada con cuidado (presión suave) puede flotar, pero si el agua se
agita (presión fuerte) la guja se hunde.
2.
Disminución
de la temperatura: al
aumentar la temperatura de un material, el movimiento de sus partículas es
mayor y la cohesión entre ellas disminuye; así se disminuye la tensión.
3.
Disminución
al contacto con algunos compuestos químicos: jabones y detergentes tienen ingredientes que rompen la
tensión superficial.
4.
Mojabilidad: capacidad de sustancias líquidas en unirse
a superficies sólidas, a mayor tensión superficial menor mojabilidad.
o
Ejemplo: al caer una pequeña gota en la ropa puede sacudirse sin
mojarla.
Ø
Fuerza
de repulsión: son las fuerzas
que alejan a las moléculas una de otras.
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