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Tipos de Fuerzas

Tipos de Fuerzas
  • Fuerzas de contacto
  • Fuerzas sin contacto
    • Fuerzas gravitacionales
    • Fuerzas magnéticas
    • Fuerzas eléctricas

¿Qué es la fuerza?

Una fuerza es un empujón o un tirón sobre un objeto. Este empuje o atracción proviene de los objetos que interactúan entre sí y sólo de tales interacciones. Una vez que la interacción se detiene, ya no hay fuerza.

Mientras que las fuerzas vienen en pares, puede haber aún más fuerzas en una interacción. Por ejemplo, cuando lanzas una pelota al aire, la pelota está experimentando la fuerza de gravedad, fricción y la fuerza de empuje de todos ustedes al mismo tiempo.

Las fuerzas son importantes porque, como aprendimos en otra lección, son responsables de los cambios en movimiento. De hecho, Isaac Newton describe esto en su primera ley. Esta ley de inercia establece que un objeto continúa en su estado de reposo o movimiento a menos que actúe sobre él una fuerza desequilibrada externa.

Newton no sólo era bueno en leyes científicas; ¡también tenía su propia unidad de medida! La unidad de fuerza estándar es el Newton, o N. Así, por ejemplo, si algo es 5 N, esto significa 5 Newton de fuerza.

Pero la fuerza tiene tanto magnitud como dirección, lo que la convierte en una cantidad vectorial. La magnitud de la fuerza es cuánto, y la dirección es en qué sentido. Por lo tanto, para describir completamente la fuerza, tendríamos que decir que la fuerza es 5 N y en qué dirección (como hacia abajo o hacia la izquierda). Como con cualquier cantidad de vectores, mostramos las fuerzas con flechas. La longitud de la flecha representa la magnitud, mientras que la dirección de la flecha muestra la dirección de la fuerza.

Podemos dividir las fuerzas en dos categorías diferentes, contacto y no contacto. Veamos cada uno de ellos más de cerca para tener una mejor comprensión de ellos.

Fuerzas de contacto

Las fuerzas de contacto son exactamente como suenan: fuerzas que resultan de la interacción de dos objetos en contacto entre sí. Las fuerzas que pertenecen a esta categoría son la fricción, la resistencia al aire, la fuerza normal, la fuerza aplicada, la fuerza de tensión y la fuerza de resorte.

La fricción es una fuerza con la que ya estás bastante familiarizado. Esta fuerza ocurre cuando los objetos se rozan entre sí. ¿La quemadura que sientes en la piel cuando bajas por un tobogán? ¡Fricción! ¿Sus pastillas de freno y rotores parando su coche? ¡Otra vez la fricción! La fricción actúa en una dirección para oponerse al movimiento – cuando usted tira de una bolsa a través del piso a la derecha, la fuerza de fricción en la bolsa está a la izquierda.

Incluso los objetos que caen hacia abajo a través del aire experimentan fricción que actúa hacia arriba, esta vez desde el aire. Este tipo especial de fuerza de fricción se llama resistencia al aire. Es la fricción que actúa sobre un objeto a medida que se mueve a través del aire. De nuevo, esta fuerza está en una dirección opuesta a la dirección del movimiento del objeto.

Hay una fuerza realmente importante que evita que caigamos a través del suelo llamada fuerza normal. Es la fuerza ascendente que equilibra el peso de un objeto (otra fuerza de la que hablaremos más adelante) sobre una superficie. Si el objeto está en reposo sobre una superficie horizontal, la fuerza normal es la misma que la del peso del objeto. La gravedad te empuja hacia abajo, pero la fuerza normal te empuja hacia arriba desde el suelo.

Una fuerza aplicada es una fuerza que se aplica a un objeto por otro objeto. Si usted empuja una caja a través del piso, su fuerza que empuja en la caja es la fuerza aplicada. ¿Y recuerdas que dijimos antes que puedes tener múltiples fuerzas actuando a la vez? Es mejor que creas que además de la fuerza aplicada en la caja, esa caja también está experimentando fricción del piso, la gravedad la empuja hacia abajo, y la fuerza normal la empuja hacia arriba – ¡todo al mismo tiempo!

La fuerza de tensión es la tensión a través de una cuerda u otro objeto completamente estirado. Si se ata algo a una cuerda y se deja colgar de los dedos, la fuerza de tensión es la misma tanto para el objeto al final de la cuerda como para los dedos que la sostienen.

La fuerza del resorte es la fuerza ejercida por un resorte comprimido o estirado. Esta fuerza actúa sobre el objeto que está comprimiendo o estirando el resorte. Empuje un resorte con sus manos, y apuesto a que sentirá que esa fuerza de resorte está siendo ejercida!

Fuerzas sin contacto

Si las fuerzas de contacto son fuerzas de objetos en contacto entre sí, tiene sentido que las fuerzas sin contacto sean fuerzas que resultan cuando los dos objetos que interactúan no están en contacto entre sí. Las fuerzas en esta categoría incluyen fuerzas gravitacionales, magnéticas y eléctricas.

¿Recuerdas el peso de antes? En pocas palabras, esta es la fuerza debida a la gravedad. La gravedad es la fuerza de dos partículas que tiran una hacia la otra, lo que significa que no necesitan estar en contacto el uno con el otro para sentir el efecto. La gravedad es lo que te arrastra de vuelta a la Tierra si estás en el aire – ¡ciertamente no estás en contacto con el suelo mientras corres hacia él! También es lo que mantiene a los planetas, lunas y satélites en órbita.

La fuerza eléctrica es la atracción o repulsión entre dos objetos cargados. Por ejemplo, hay una fuerza eléctrica entre los protones positivos en el núcleo de un átomo y los electrones que orbitan a su alrededor. Aunque los protones y los electrones no están en contacto físico, hay una fuerza sin contacto que los empuja uno hacia el otro.

Puedes ver fácilmente la fuerza magnética cuando pones los extremos de dos imanes juntos. Esta es la fuerza ejercida entre dos polos magnéticos, y puede ser un empuje o un tirón. Pon el extremo norte de un imán al extremo sur del otro, y se juntan. Pero si pones los dos extremos del norte juntos, ¡sentirás que se repelen el uno al otro con mucha fuerza!