Fuerzas

Fuerzas
Las fuerzas se miden en Newtons (N) 
Una fuerza, en actuar sobre un cuerpo es capaz de:

• Deformarlo.
• Hacerlo pasar de el estado de reposo al de movimiento.
• Cambiar su velocidad.

Las fuerzas se pueden clasificar en dos grandes grupos, fuerzas de contacto y fuerzas a distancia.

• Fuerzas de contacto: Son las las fuerzas en las que los dos cuerpos que intervienen están en contacto, por ejemplo, la fuerza que hacemos para mover una mesa, la fuerza que hacemos para levantar un libro, etc.
• Fuerzas a distancia: Son las fuerzas en las que los dos cuerpos no están en contacto, por ejemplo, la fuerza de la gravedad, las fuerzas electrostáticas, etc.

Para representar una fuerza utilizamos un flecha llamada vector. La longitud de esta flecha representa la intensidad, es decir, mientras más largo es el vector más fuerte será la fuerza.
La dirección queda especificada por la recta de la línea y el sentido por la punta.

En las fuerzas de contacto, dibujamos el vector en el punto en el que se ejerce la fuerza o en el centro de gravedad del cuerpo.
En las fuerzas a distancia, dibujamos el vector en el centre de gravedad del cuerpo.
Fuerzas a distancia
Las fuerzas a distancia son las fuerzas en las que los dos cuerpos no están en contacto.
En las fuerzas a distancia podemos distinguir 4 tipos:

• Fuerza de la gravedad. Es la fuerza que ejerce la Tierra sobre los objetos.
• Fuerza electrostática. Es la fuerza que ejercen los cuerpos que se han cargado de electricidad estática.
• Fuerza magnética. Es la fuerza característica de los imanes, que atrae al hierro y al acero.
• Fuerza electromagnética. Es la fuerza que se crea por un corriente eléctrico.

Las fuerzas tienen dirección y sentido 
Una fuerza es una magnitud vectorial en la que se tiene que especificar la intensidad, la dirección y el sentido.
Hay otros tipos de magnitudes, como el volumen, la temperatura, etc. que quedan especificadas por una escala. Por eso, a estas magnitudes se les llaman magnitudes escalares.

Las fuerzas actúan por pares 
Según la tercera ley de Newton, siempre que una fuerza actúa sobre un objeto, esa fuerza recibe una fuerza igual a la que hace pero en sentido contrario.
Por ejemplo, si dos chicos llevan patines y uno empuja al otro, los dos se mueven hacia atrás. Aveces no percibimos esa fuerza, pero siempre está.

Cuando dos cuerpos ejercen fuerzas entre si, estas son iguales y opuestas. 


En palabras más físicas, a este fenómeno se le llama acción-reacción.
Siempre hay acción-reacción, por ejemplo, al estirar un muelle, este intenta volver a su estado normal. Cuando tiramos una piedra al aire, la fuerza de la gravedad la atrae.

Medir fuerzas 
Hay objetos elásticos que al ser estirado sufren un alargamiento proporcional a la fuerza aplicada y si se duplica la fuerza también se duplica el alargamiento, cuando un material sigue esta pauta decimos que obedece la ley de Hooke.
El objeto que mejor defiende la ley de Hooke es el muelle. 
Por otra banda, la ley de Hooke es válida siempre y cuando no se traspase el límite de elasticidad del objeto. Cuando se traspasa ese límite, el muelle se deforma permanentemente.
El dinamómetro es el aparato que se utiliza para medir la intensidad de las fuerzas. Está formado por un muelle colocado en un tubo graduado en Newtons que, al ser estirado nos dice la fuerza que se ha tenido que hacer.

La ley de Hooke se expresa por la siguiente ecuación:

F=k·x 

En otras palabras: Fuerza (F) es igual a la constante de elasticidad (k) por el alargamiento (x).

Aquí va un ejercicio:
Si tenemos un muelle que se alarga 2 centímetros al ser estirado 4 Newtons, ¿que fuerza se le tiene que aplicar para que se alargue 8 centímetros?
-Para resolver este ejercicio tendríamos que aplicar la ley de Hooke, F=k·x y sustituir las letras por los valores, F=4 Newtons·8 centímetros = 32 N

Como se suman las fuerzas 
Fuerzas alineadas
Con el mismo sentido
Las fuerzas alineadas son las fuerzas situadas sobre una misma línea recta, que tienen la misma dirección y sentido. Para hayar la fuerza resultante sólo tenemos que sumar las fuerzas.

 Y, al sumar esas dos fuerzas, las representamos en un solo vector.

Con sentido diferente
Cuando tenemos dos fuerzas con la misma dirección pero con sentido diferente, tenemos que restarlas para obtener la fuerza resultante.

Fuerzas concurrentes con dirección diferente 
Las fuerzas concurrentes son fuerzas que se aplican en un mismo punto pero que no tienen ni el mismo sentido ni la misma dirección.
Para calcular la resultante tenemos que utilizar la regla del paralelogramo.
Para hacer la regla del paralelogramo tenemos que utilizar una escala de la longitud de los vectores y los Newtons, por ejemplo, 2 Newtons equivalen a 1 centímetro.

La descomposición de las fuerzas
Ya hemos visto como obtener la resultante de dos fuerzas con direcciones diferentes, pero ahora vamos a saber como descomponer las fuerzas, es decir, justo lo contrario.
Cuando sólo tenemos representado un vector tenemos que trazar una línea horizontal y otra vertical y unir las líneas.

Efecto giratorio de las fuerzas
El efecto giratorio de una fuerza depende de la magnitud de la fuerza y de la distancia entre la fuerza y el punto de giro.
Por esa razón, el efecto giratorio de las fuerzas se mide así: 

M=F·d 

En otras palabras: Momento de la fuerza (M) es igual a Fuerza (F) por la distancia desde la fuerza hasta el punto de giro (d).

La unidad del momento de la fuerza es el Newton por metro (N m).

Para aplicar la fórmula tendremos que utilizar Newtons y metros, es decir, que si nos dan la distancia en centímetros la tendremos que pasar a metros. 

Aquí va un ejercicio:
Si aplicamos una fuerza de 12 N en el pomo de una puerta, si la fuerza se aplica a 5 centímetros del eje de giro, ¿cuanto vale el momento de la fuerza?
-Para resolver este ejercicio haremos lo siguiente: utilizaremos la fórmula M=F·d y sustituiremos las letras por los valores, M=12 N·0,05 metros = 0,6 N m.