Fuerza

Las fuerzas y los movimientos

Las fuerzas. Son interaciones entre cuerpos que modifican se estado de movimiento o producen deformaciones. Se miden con el dinamómetro  y su unidad en el SI es el newton (N). Pueden axtuar por contacto como el rozamiento, o a distancia, como el peso, y se representan con vectores.

Identificación de las fuerzas en los movimientos. Siempre que exista variación del vector V,habrá aceleración y , por tanto , fuerza resultante. Esto sucede en los siguientes casos:

• Movimientos con trayectorias curvas, ya que varía la dirección de la velocidad.
• Movimientos con gráfica s-t curva, ya que varía el módulo de la velocidad.
• Movimientos con gráfica v-t que no sea una recta horizontal, ya que al menos varía el módulo de velocidad.

Principios de la dinámica

Primer  principio de la dinámica. Un cuerpo sobre el que no hay una fuerza resultante no cambia su velocidad;si esta en reposo, sigue en reposo, y si esta en movimiento, sigue en movimiento rectilínio uniforme.

Segundo principio de la dinámica. La fuerza resultante sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que produce: F=ma. La constante de proporcionalidad se denomina masa inercial.

Tercer principio de la dinámica. Cuando un cuerpo hace una fuerza F₁₂ sobre otro, recibe otra fuerza,F_21,igual y de sentido contrario: F₁₂ = - F_21. Estas fuerzas se llaman de acción y reacción, y no se anulan porque se ejercen sobre cuerpos diferentes.

Efectos de las fuerzas según sea la velocidad inicial de los cuerpos

Si la fuerza es paralela a la velocidad, varía el módulo de v:

• Aumenta si la fuerza tiene el mismo sintido que v.
• Disminuye si la fuerza tiene sintido contrario a v.

Si la fuerza es perpendicular a la velocidad, varía su dirección sin variar su módulo.

Si la fuerza no es ni paralela ni perpendicular a la velocidad, varían el módulo y la dirección de v.

Fuerzas sobre sólidos

Un SO lido deformable cambia de forma cuando se aplica una fuerza sobre él. Un sólido indeformable o sólido rígido no cambia su forma cuando se aplica una fuerza sobre él.

Las fuerzas sobre los sólidos rígidos pueden producir su traslación o su totación. Los eectos de traslación y rotación dependen de en que parte del sólido se apliquen.

El momento de una fuerza mmide la capacidad de la misma para producir un giro. Su valor es el  producto del valor de la fuerza por la distancia entre el eje de giro y la recta de dirección de la fuerza.

M=F d

El sistema internacional, launidad de momento es el newton · metro (Nm).

Composición de fuerzas paralelas. La suma de dos fuerzas paaralelas F₁ y F₂del mismo sentido, aplicadas en los puntos O₁ y O_2, respectivamente, es una fuerza que:

• Tiene igual dirección y sentido que las componentes.
• Su módulo es R = F₁ + F_2.
• Su punto de aplicación O cumple la relación F₁ * d₁ = F₂ * d_2.

Par de fuerzas. Es el sistema formado por dos fuerzas paralelas iguales en modulo y de sentidos contrarios. El momento de un par de fuerzas es igual al producto del modulo de una de las fuerzs que forman el par  por la distancia entre las rectas sobre las que actuan las fuerzas:

M= F d

Equilibrio de un sonido

Las condiciones necesarias para que un sonodo rigido permanezca en un equilibrio estatico son las siguientes:

• La resultante de las fuerzas que actuan sobre el solido debe ser nula .

R = 0

• El momento resultante de las fuerzas que actuan sobre el sólido debe ser nulo.

M= 0

Centro de gravedad de un solido

 El centro de garvedad de un solido es un punto imaginario, G,en donde se aplica el peso del cuerpo.

Un solido apoyado esta en equilibrio cuando la vertical que pasa  por su centro de gravedad cae dentro de la base de sustentación.

Equilibrio en maquinas simples

La palanca, la polea, el plano inclinado y el tornillo son maquinas simples.

La palanca es una barra rigida con un punto de apoyo denominado flucro. El producto de la potencia por su brazo es igual al producto de la resistencia por el suyo ( ley de la palanca).

P b_P = R b_R

La polea permite cambiar la dirección de la fuerza. En las poleas fijas, la potencia es igual a la resistencia.

P=R