Los tipos de fuerzas son capaces de mover o quitar el movimiento a un cuerpo. Además, las fuerzas son una cantidad vectorial.
Hoy te enseñaré qué tipos de fuerzas existen en la física, cuáles son sus fórmulas y cómo funcionan.
¿Qué es la fuerza?
Antes de contarte cuáles son los tipos de fuerzas, debo decirte qué es la fuerza. En resumen, la fuerza es el agente que puede cambiar el estado de un cuerpo.
En otras palabras, la fuerza es capaz de mover o quitar el movimiento a un cuerpo. Además, la fuerza es una cantidad vectorial. Ella tiene:
- Módulo: El módulo es la intensidad de la fuerza.
- Dirección: puede ser horizontal o vertical. Esto se debe a que es la misma dirección en la que se mueve el cuerpo o actúa la fuerza.
- Sentido: es el lado donde se aplica la fuerza.
Un detalle importante es que todos los vectores tienen estas 3 características al mismo tiempo. Por lo tanto, estos factores ayudan en su identificación y diferenciación. Lo mismo sucede con las fuerzas.
Unidad de medida de fuerza y Ley de Newton
Según el Sistema Internacional de Unidades, la medida de la fuerza se hará siempre por: kg.m/s². Estas unidades indican que es masa (kg) multiplicada por aceleración (m/s²).
La fórmula que dio como resultado esta unidad fue descubierta por Isaac Newton . Desde Newton dedicó su vida al estudio de las fuerzas e hizo varios descubrimientos.
Entonces el mundo acordó resumir la unidad y llamarla N (Newton). Es decir, N y kg.m/s² son lo mismo.
Solo uno es el nombre oficial mientras que el otro es un apodo. Las Leyes de Newton son un conjunto de leyes que definen qué son las fuerzas y cuál es su comportamiento. Las leyes son:
Primera Ley de Newton: también llamada Ley de la Inercia . Dice que si ninguna fuerza actúa sobre un cuerpo, o si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo se anulan entre sí, ese cuerpo puede estar en reposo o en movimiento rectilíneo y uniforme.
Segunda Ley de Newton: también conocida como Principio Fundamental de la Dinámica.
Esta ley dice que la fuerza existente sobre un cuerpo es igual a la masa de este cuerpo multiplicada por la aceleración que experimenta. Fue en esta ley que se creó la fórmula f=ma .
3ra Ley de Newton. Llamada Ley de Acción y Reacción. Ella dice que las fuerzas siempre vienen en pares. Así, si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B , el cuerpo B produce una fuerza igual, pero en dirección opuesta.
efectos de las fuerzas
Las fuerzas cambian el estado de un cuerpo. Por tanto, sus posibles efectos son provocar deformaciones o variar la velocidad generando aceleración. Sin embargo, existen variaciones dentro de estas dos posibilidades.
1- Varíe la velocidad. En este caso, la fuerza provoca una aceleración. Así, si el cuerpo estaba en reposo, la fuerza puede ponerlo en movimiento.
Sin embargo, si ya estaba en movimiento, la fuerza puede cambiar su velocidad más o menos, hasta que se detenga. Dado que la magnitud de la velocidad varía cuando la fuerza se aplica en la misma dirección que el vector de velocidad.
Por lo tanto, esto aumentará o disminuirá el valor del movimiento que ya existía. Por otro lado, la dirección de la velocidad cambia cuando la fuerza aplicada tiene una dirección diferente.
De esa manera, lo que se movía a la derecha puede ir a la izquierda o detenerse.
2- Causar deformación . Unos cuerpos tienen propiedades diferentes a otros, más duros y más masivos. De esta forma, la fuerza que se le aplica puede desplazar el cuerpo, pero provocar su deformación.
tipos de fuerzas
Hay varios tipos de fuerzas que actúan sobre los cuerpos. Se pueden agrupar en dos grandes conjuntos:
- Fuerzas de campo. También llamadas fuerzas a distancia. Son las fuerzas que los cuerpos que intervienen no necesitan estar muy cerca. Algunos ejemplos de este tipo de fuerza son: fuerza de peso y fuerza de atracción.
- Fuerzas de contacto. En este tipo de fuerza, los dos cuerpos se “tocan” . Es decir, es la fuerza que se utiliza para empujar o tirar de algo. Un ejemplo de esto son las fuerzas de fricción.
¿Notaste que puse la palabra detenerse entre comillas? Hice esto porque, en realidad, nada toca nada. ¿Estabas sorprendido?
Sí, si analizamos el tacto desde un punto de vista microscópico, es posible notar que los átomos que componen cada cuerpo se repelen entre sí. Tal vez te estés preguntando qué sucede cuando los átomos se tocan.
En resumen, cuando los átomos se tocan, se produce una liberación de energía muy grande, como una explosión, esto es lo que llamamos energía nuclear.
Por lo tanto, cuando hablamos de fuerzas de campo y contactos, estamos hablando del punto de vista macroscópico. Finalmente, los tipos de fuerzas existentes son:
1- Fuerza gravitatoria y fuerza de peso
Los dos son la misma cosa. Sin embargo, se aplica en una situación cotidiana. Esta fuerza es la atracción que surge entre dos cuerpos que tienen masas.
La fuerza del peso es lo que nos mantiene dentro de la tierra. Sin él, estaríamos desorbitados flotando por el espacio. En este contexto, la fórmula es P=mg . Donde g es la aceleración de la gravedad en la tierra, que es cercana a 10m/s².
Lo mismo ocurre con los planetas y el sol. Es debido a la fuerza gravitacional que nuestro Sistema Solar continúa existiendo.
Sin embargo, la fórmula es más compleja, ya que se trata de dos cuerpos de grandes proporciones y relevancia que tienen sus propias gravedades internas. Fórmula:
2- Tipos de fuerzas: fuerza magnética
Es la fuerza que surge del movimiento de cargas. Esta fuerza hace que los imanes sean atraídos o repelidos. Resulta que el movimiento de electrones genera un campo magnético con polos negativos y positivos.
El planeta tierra también tiene su propio campo magnético y por eso agujas con afinidad magnética pueden alinearse con el polo del planeta. Así funcionan las brújulas. La fórmula de la fuerza magnética es:
3- Fuerza eléctrica
La fuerza eléctrica se expresa como atracción o repulsión de cargas eléctricas. Así, la fuerza eléctrica puede hacer que los electrones presentes en los conductores se muevan en una dirección específica.
De esta manera, surgen corrientes eléctricas y alimentan circuitos eléctricos. Todo esto forma parte de la energía de nuestros hogares.
En cuanto al cálculo, la fuerza eléctrica se puede calcular de forma similar a la fuerza gravitatoria.
Eso es porque las cargas producen un campo eléctrico, además de que una interfiere con la otra. De ahí la expresión fuerzas electromagnéticas . Finalmente, la fórmula de la fuerza eléctrica es:
4- Fuerza nuclear
Este tipo de fuerza mantiene la estabilidad de los núcleos de los átomos. Por lo tanto, es ella quien mantiene en órbita a los electrones, formando el átomo, a pesar de la poca repulsión que puedan tener.
Fue sobre la base de la hipótesis del desequilibrio de estas fuerzas que aparecieron las bombas atómicas.
5- Tipos de fuerzas: fuerza de rozamiento
Esta fuerza surge como resultado de las atracciones moleculares. Los electrones del mismo signo se repelen. Sin embargo, cuando se organizan en átomos que forman moléculas esto cambia.
Hay un juego de señales que equilibra las fuerzas, así que dejamos el análisis del electrón y nos centramos en la molécula como un todo. Las moléculas pueden tener 3 formas de interacción entre sí:
- dipolo inducido;
- dipolo-dipolo;
- Enlaces de hidrógeno.
Estos tres tipos son como pegamentos que se forman entre las moléculas.
6- Fuerzas centrípetas, centrífugas y ficticias
La fuerza centrípeta es aquella en la que el vector resultante apunta hacia el centro, por ejemplo, cuando hacemos girar una piedra atada a una cuerda.
Se puede descomponer en dos vectores: un tirón que apunta hacia el centro (causado por la cuerda) y un vector de velocidad (que movemos).
Cuando sumamos estos dos movimientos al mismo tiempo, dan como resultado el centrípeto. Como fue causado por la unión de las dos fuerzas reales, se dice que es una fuerza real.
Las fuerzas ficticias se denominan así, porque son fenómenos que se dan como consecuencia de otras fuerzas. Un ejemplo de esto es la fuerza centrífuga .
7- Tipos de fuerzas: fuerza resultante o de equilibrio
Finalmente, tenemos la fuerza resultante o de equilibrio. Calcular la fuerza resultante de un cuerpo es averiguar qué valor único representa la combinación de todas las fuerzas que existen allí.
Ya que para ello es necesario analizar todos los vectores (fuerzas) que actúan y hacer la suma vectorial.
Cuando la fuerza resultante es igual a cero (cero), se dice que el cuerpo está en equilibrio, o en reposo, o en movimiento rectilíneo uniforme.
De todos modos, ¿te gustó aprender qué tipos de fuerzas son? que son los dipolos ; propagación del calor ; polaridad y termoquímica, ¿qué es? Definición, reacciones químicas y entalpía.