Fuerza
Una fuerza es la acción que modifica el estado de
reposos o movimiento de los cuerpos.
Una fuerza es una acción tal que
aplicada sobre un cuerpo modifica su velocidad (mediante una aceleración). La
fuerza es una magnitud vectorial. En el sistema internacional se mide en Newton.
Representación con vectores
Una fuerza puede representarse
mediante un vector. Algunas veces un cuerpo mes sometido a más de una fuerza.
En éste caso, cada una de las fuerzas
debe estar representada por un vector.
Vector
Un vector es todo segmento de
recta dirigido en el espacio. Cada vector posee unas características que son:
Origen
O también denominado Punto de
aplicación. Es el punto exacto sobre el que actúa el vector.
Módulo
Es la longitud o tamaño del
vector. Para hallarla es preciso conocer el origen y el extremo del vector,
pues para saber cuál es el módulo del vector, debemos medir desde su origen
hasta su extremo.
Dirección
Viene dada por la orientación en
el espacio de la recta que lo contiene.
Sentido
Se indica mediante una punta de
flecha situada en el extremo del vector, indicando hacia qué lado de la línea
de acción se dirige el vector.
Hay que tener muy en cuenta el
sistema de referencia de los vectores, que estará formado por un origen y tres
ejes perpendiculares. Este sistema de referencia permite fijar la posición de
un punto cualquiera con exactitud.
Fuerza: Resultado de las
interacciones por contacto
Interacciones:
De contacto
Son aquellas en que el
cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la
recibe.
- Mecánica:
Producida mediante un objeto mecánico con una determinada intensidad y que
provoca cambios en el receptor.
A distancia:
Son aquellos que presentan cuando entre los cuerpos existe una atracción sin
que entren en contacto directo.
- Magnética: Ejercida de un polo a otro y como
consecuencia del movimiento de partículas se cargan los cuerpos.
- Electrostática: Es aquella que se presenta entre cargas
en reposo. Atractiva si las cargas son opuestas y repulsivas si son del mismo
signo.
Representación
con vectores
Una fuerza puede representarse mediante un vector. Algunas veces
un cuerpo es sometido a más de una fuerza. En este caso, cada una de las
fuerzas debe estar representada por un vector.
Vector Resultante. (VR) El vector resultante en un sistema de
vectores, es un vector que produce el mismo efecto en el sistema que los
vectores componentes.
Vector Equilibrante. (VE) Es un vector igual en magnitud y
dirección al vector resultante pero en sentido contrario es decir a 180°.
Fuerza Resultante
Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas se pueden sumar las
mismas de forma vectorial (como suma de vectores) obteniendo una fuerza
resultante, es decir equivalente a todas las demás. Si la resultante de fuerzas
es igual a cero, el efecto es el mismo que si no hubiera fuerzas aplicadas: el
cuerpo se mantiene en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, es decir que
no modifica su velocidad.
En la mayoría de los casos no tenemos las coordenadas de los
vectores sino que tenemos su módulo y el ángulo con el que la fuerza está
aplicada. Para sumar las fuerzas en este caso es necesario descomponerlas
proyectándolas sobre los ejes y luego volver a componerlas en una resultante
(composición y descomposición de fuerzas).
Fuerza Equilibrante
Se llama fuerza equilibrante a una fuerza con mismo módulo y
dirección que la resultante (en caso de que sea distinta de cero) pero de
sentido contrario. Es la fuerza que equilibra el sistema. Sumando
vectorialmente a todas las fuerzas (es decir a la resultante) con la
equilibrante se obtiene cero, lo que significa que no hay fuerza neta aplicada.
Métodos gráficos
Éste es el método gráfico más utilizado para realizar
operaciones con vectores, debido a que se pueden sumar o restar dos o más
vectores a la vez. El método consiste en colocar en secuencia los vectores
manteniendo su magnitud, a escala, dirección y sentido; es decir, se coloca un
vector a partir de la punta flecha del anterior. El vector resultante esta dado
por el segmento de recta que une el origen o la cola del primer vector y la
punta flecha del último vector.
Ejemplo. Sean los vectores:
Los métodos gráficos ofrecen una manera sencilla de sumar o
restar dos o más vectores; pero cuando las magnitudes de los vectores son
demasiado grandes o poseen una gran cantidad de decimales, éstos métodos se vuelven imprecisos y
difíciles de manipular a escalas de medición menores. Es por eso, la necesidad
de un método matemático nemotécnico, que permita dar una mayor precisión en el
cálculo de vectores resultantes, no sólo en la magnitud, sino además en la
dirección de ellas.
Suma de vectores
Sabemos, de la suma de vectores, que todo vector puede
descomponerse como la suma de otros dos vectores, llamados las componentes
vectoriales del vector original. Para sumarlos, lo usual es escoger las
componentes sumando a lo largo de dos direcciones perpendiculares entre sí.
http://myprofeciencias.wordpress.com/2010/11/07/la-fuerza-y-las-leyes-de-newton-sobre-el-movimiento/
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