1 Imagen extraída de: E. Egaña, M. Berruti y Alejandro González. Interacciones, fuerzas y energía. Editorial: Contexto. Año: Uruguay.

Transcripción

1 Propiedades de la fuerza: - Una fuerza siempre es aplicada por un objeto material a otro. - Una fuerza se caracteriza por su módulo, dirección y sentido. - Cuando un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B, el objeto B ejerce simultáneamente una fuerza sobre el objeto A. - Si dos (o más) fuerzas actúan simultáneamente sobre el mismo objeto, su efecto es el mismo que el de una fuerza única igual a la suma vectorial de las fuerzas individuales. 1 Imagen extraída de: E. Egaña, M. Berruti y Alejandro González. Interacciones, fuerzas y energía. Editorial: Contexto. Año: Uruguay. FUERZAS CONOCIDAS: PESO ( ): Fuerza que aplica la Tierra (o el cuerpo celeste del cual estemos más cerca) sobre los cuerpos ubicados en su cercanía. Cálculo de su módulo: (en dónde, m es la masa del cuerpo y g la aceleración de atracción gravitatoria. Dentro de las superficies de la Tierra.

2 Para ir repasando: Indique las características de la Fuerza Peso qué actúa sobre usted. MÓDULO DIRECCIÓN SENTIDO PUNTO DE APLICACIÓN FUERZA ELÁSTICA ( ): Fuerza que aplica un cuerpo elástico deformado (puede ser un resorte) sobre el cuerpo que ocasiona la deformación. Si la deformación es longitudinal tiene igual dirección pero sentido contrario a la deformación. Cálculo de su módulo: (en dónde, k es la constante elástica de resorte y Δl la deformación del mismo ( )) FUERZA NORMAL ( ): Fuerza que ejerce una superficie sobre los cuerpos que están en contacto con ella. Es perpendicular a la superficie y su sentido es desde la superficie hacia el cuerpo apoyado sobre ella. Su módulo varía de acuerdo a la situación. FUERZA DE ROZAMIENTO O FRICCIÓN ( ): Fuerza que ejerce una superficie sobre otra que se desliza (o tiende a deslizar) sobre ella. Es paralela a la superficie y opuesta al movimiento del cuerpo que desliza. Cálculo de su módulo: (en dónde µ es la constante de rozamiento entre las dos superficies y N la normal). FUERZA TENSIÓN ( ): Fuerza que ejerce una cuerda sobre el cuerpo que está unido a su extremo. Su dirección es paralela a la cuerda y su sentido es desde el cuerpo hacia la cuerda. Su módulo varía de acuerdo a la situación.

3 FUERZA EMPUJE ( ): Fuerza que ejerce un fluido (líquido o gas) sobre los cuerpos total o parcialmente sumergidos en él. Su dirección es vertical, el sentido es hacia arriba. FUERZA NETA ( ) La fuerza neta es una fuerza capaz de sustituir todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, produciendo ella sola, los mismos efectos que el conjunto. En otras palabras, la fuerza neta es la SUMA de todas las fuerzas que actúan sobre un determinado cuerpo. Si la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es CERO, se dice que el cuerpo está en EQUILIBRIO. [3] Quiere sumar fuerzas? Existen dos grandes métodos El método Gráfico y el Analítico. En el GRÁFICO lo importante es el DIBUJO. En el Analítico, las ecuaciones. El Gráfico se divide en el método del POLÍGONO y el método del PARALELOGRAMO. No lo olvide: Solo hay tres formas... Repasando el método del PARALELOGRAMO: Represente las siguientes dos fuerzas utilizando la misma escala y súmelas utilizando el método gráfico, completando finalmente el cuadro. a) b) MÓDULO DIRECCIÓN SENTIDO P. DE APLICACIÓN

4 Suma de fuerzas colineales (fuerzas que tienen la misma dirección) [1]: Sistema de fuerzas que actúan en el mismo sentido. La resultante de fuerzas que actúan en el mismo sentido es igual a la suma de las intensidades de las fuerzas actuantes y tiene el mismo sentido que ellas. Así, si tienes dos fuerzas, F1 = 5N y F2 = 3N, que actúan hacia la derecha, la resultante de ellas es: R = F1 + F2 = 5N + 3N = 8N actuando en el mismo sentido que las componentes. También se puede resolver el problema gráficamente como se muestra en la figura siguiente: Resolución gráfica de fuerzas que actúan en el mismo sentido. Sistema de fuerzas que actúan en sentido contrario. La resultante de dos fuerzas que actúan en sentido contrario es igual a la diferencia de las intensidades de las fuerzas actuantes y tiene el sentido de la fuerza mayor. Así, si tenemos dos fuerzas, F1 = 10N hacia la derecha y F2 = 4N hacia la izquierda, actuando sobre un cuerpo, la resultante es: R = F1 F2 = 10N 4N = 6 N actuando en el sentido de la mayor, hacia la derecha. También podemos resolver el problema gráficamente, como se muestra en la figura siguiente: Resolución gráfica de fuerzas que actúan en sentido contrario. Suma de fuerzas NO colineales. Para realizar la suma de fuerzas no colineales, es conveniente familiarizarse con el método analítico. Para ello es conveniente reemplazar en un problema una fuerza por dos fuerzas perpendiculares y cuya suma vectorial es igual a: Las fuerzas y se denominan componentes de y la operación de obtener y recibe el nombre de resolución de en sus componentes.

5 Un poco de trigonometría [2].

6 Para ir practicando: 1- [3] Sobre un cuerpo actúan dos fuerzas. La fila de arriba representa (aproximadamente) a las fuerzas sobre el cuerpo y la de abajo la Fuerza Neta. Una los casilleros correspondientes. A B C D E F Represente las siguientes dos fuerzas utilizando la misma escala y súmelas utilizando el método analítico, completando finalmente el cuadro. MÓDULO DIRECCIÓN SENTIDO P. DE APLICACIÓN 3- Represente en un diagrama de cuerpo libre las fuerzas que actúan sobre una caja de 3,5kg, que se encuentra cayendo por un plano inclinado 30. La fuerza de rozamiento es de 12N y la fuerza normal es de 29,7N. 4- Un auto está siendo levantado por otro con una fuerza de tensión de 4500N. La masa del auto es de 830kg. a) Represente la fuerza Peso y de Tensión que actúan sobre el auto. b) Cuánto debe de valer la fuerza Normal para que el auto se mantenga en reposo?

7 5- [3] Complete el cuadro siguiente anotando las características de la fuerza peso, normal y de rozamiento (sin ser el módulo que puede variar según la situación) y represéntela en un dibujo. Característica PESO NORMAL ROZAMIENTO Realizada por: Símbolo/s Punto Aplicación Dirección Sentido de Representación 6- [2] Una caja de 408g se desliza hacia abajo por una rampa inclinada 30º. a- Encontrar las componentes de la fuerza peso (Px y Py). Elija el eje x paralelo a la dirección de movimiento. b- Cuánto debe ser el valor de la fuerza normal? Recuerde que sólo se mueve en la dirección del eje x. c- Si la fuerza de rozamiento fuese 0,60 N, Cuánto vale la fuerza neta sobre la caja? R: a) Px = 2 N, Py = 3,5 N b) 3,5 N c) 1,4 N Referencias bibliográficas: [1] [2] [3]