Fuerzas: Interacciones y tipos

• Una fuerza es una interacción que, cuando no se equilibra, causa un cambio en el movimiento de un objeto.
• Una fuerza es una influencia externa capaz de deformar un cuerpo, modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlo en movimiento si estaba inmóvil.
• Las fuerzas se miden en Newtons (N).
• Las fuerzas son cantidades vectoriales, lo que significa que tienen magnitud y dirección.
• El efecto de una fuerza depende de su magnitud y dirección.
• Las fuerzas pueden causar que un objeto acelere, desacelere, cambie de dirección o cambie de forma.

Tipos de Fuerzas

• Fuerza de gravedad: La fuerza de atracción entre dos objetos con masa.
• Fuerza electromagnética: La fuerza entre partículas cargadas, responsable de la mayoría de los fenómenos cotidianos como la luz, la electricidad y el magnetismo.
• Fuerza nuclear fuerte: La fuerza que mantiene unidos a los protones y neutrones en el núcleo de un átomo.
• Fuerza nuclear débil: La fuerza responsable de la desintegración radiactiva.
• Fuerza de fricción: Una fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto.
• Fuerza normal: La fuerza que ejerce una superficie sobre un objeto en contacto con ella.
• Fuerza de tensión: La fuerza que se transmite a través de una cuerda, cable o alambre cuando se tira de ella.
• Fuerza aplicada: Una fuerza que una persona u objeto ejerce sobre otro objeto.
• Fuerza de resorte: La fuerza ejercida por un resorte comprimido o estirado.
• Fuerza de arrastre: La fuerza que se opone al movimiento de un objeto a través de un fluido (líquido o gas).
• Fuerza de sustentación: La fuerza que permite a un objeto, como un avión, mantenerse en el aire.

Fuerza Neta

• La fuerza neta es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto.
• Si la fuerza neta sobre un objeto es cero, el objeto está en equilibrio.
• Si la fuerza neta sobre un objeto no es cero, el objeto experimentará una aceleración.

Las Leyes de Newton del Movimiento

• Primera Ley de Newton (Ley de la Inercia): Un objeto en reposo permanecerá en reposo, y un objeto en movimiento permanecerá en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que actúe sobre él una fuerza neta.
• Segunda Ley de Newton: La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa (F = ma).
• Tercera Ley de Newton: Por cada acción, hay una reacción igual y opuesta.
• La primera ley establece que los objetos tienden a mantener su estado de movimiento a menos que una fuerza externa actúe sobre ellos.
• La segunda ley cuantifica la relación entre fuerza, masa y aceleración.
• La tercera ley describe la interacción entre dos objetos, donde cada uno ejerce una fuerza igual y opuesta sobre el otro.

Diagramas de Cuerpo Libre

• Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica de un objeto y todas las fuerzas que actúan sobre él.
• Los diagramas de cuerpo libre se utilizan para analizar las fuerzas que actúan sobre un objeto y para determinar la fuerza neta sobre el objeto.
• Para dibujar un diagrama de cuerpo libre, aísle el objeto de interés y dibuje todas las fuerzas que actúan sobre él como vectores.
• Los vectores deben dibujarse comenzando en el objeto y apuntando en la dirección de la fuerza.
• Indique la magnitud y la dirección de cada fuerza.

Fricción

• La fricción es una fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto.
• Hay dos tipos de fricción: fricción estática y fricción cinética.
• La fricción estática es la fuerza que impide que un objeto comience a moverse.
• La fricción cinética es la fuerza que se opone al movimiento de un objeto que ya está en movimiento.
• La fuerza de fricción es proporcional a la fuerza normal entre las dos superficies.

Aplicaciones de las Fuerzas

• Las fuerzas son esenciales para muchos aspectos de la vida cotidiana.
• Las fuerzas se utilizan para mover objetos, para crear energía y para controlar el movimiento de objetos.
• Ejemplos de aplicaciones de fuerzas incluyen: conducir un automóvil, lanzar una pelota, construir un edificio y hacer funcionar una máquina.

Trabajo y Energía

• El trabajo se define como la fuerza aplicada a un objeto por la distancia que se mueve el objeto en la dirección de la fuerza.
• La energía es la capacidad de realizar trabajo.
• Cuando se realiza trabajo sobre un objeto, se le transfiere energía.
• La energía puede adoptar muchas formas, incluidas la energía cinética, la energía potencial, la energía térmica y la energía química.
• El trabajo y la energía están relacionados, y el teorema del trabajo-energía establece que el trabajo realizado sobre un objeto es igual al cambio en su energía cinética.

Potencia

• La potencia es la tasa a la que se realiza el trabajo.
• Se mide en vatios (W).
• La potencia es una medida de lo rápido que se puede realizar el trabajo.
• Una máquina con mayor potencia puede realizar el mismo trabajo que una máquina con menor potencia, pero lo hará más rápido.