¿Cuales son los efectos de la acción de una fuerza?



Definimos a la fuerza como todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado tanto en reposo como en movimiento. Para que exista es necesario al menos dos elementos que interactúen. Se representa mediante vectores (flechas) en donde la recta indica la dirección de la fuerza y el extremo (punta de flecha) representa el sentido. En el Sistema Internacional, la unidad de fuerza es el Newton (N). Un Newton es la fuerza que, al aplicarse sobre una masa de un kilogramo (Kg), le provoca una aceleración de un metro por segundo al cuadrado (m/s2).

La fuerza se define como la magnitud vectorial que mide la razón de cambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas.

La fuerza posee un punto origen, también conocido como punto de aplicación y es el punto del espacio en el que la fuerza es aplicada, y por tanto, los efectos que produce la fuerza en un cuerpo puede variar en función del mismo.

Isaac Newton fue el primero en formular matemáticamente la definición de fuerza, aunque también usó el término latino “vis impressa” (fuerza impresa) y “vis motrix” para otros conceptos diferentes.También postuló que las fuerzas gravitatorias variaban de acuerdo a la ley de la inversa del cuadrado de la distancia.

En 1984, Charles Coulomb comprobó que la interacción entre cargas eléctricas o electrónicas puntuales también varía según la ley de la inversa del cuadrado de la distancia.

De acuerdo a la distancia en que interactúan los cuerpos, podemos distinguir dos tipos:

Interacción por contacto: Las fuerzas surgen al ponerse en contacto dos o más cuerpos. Ejemplo: cuando se produce un choque entre dos automoviles.

Interacción a distancia: Se produce cuando los cuerpos, aunque no estén en contacto, ejercen una fuerza sobre los otros. Ejemplo: la fuerza de la gravedad entre la Tierra y la Luna.

Al mismo tiempo los efectos que producen las fuerzas se pueden resumir en dos tipos:

Elásticos. Son los efectos que producen cambios en la estructura del cuerpo sobre el que actúan. Ejemplo: el templado de una espada

Dinámicos. Producen cambios en la velocidad (módulo, dirección o sentido) del cuerpo sobre el que actúan. Ejemplo: si empujas un automóvil este seguirá moviéndose aunque te detengas.

 

Fricción

La fricción en elementos sólidos puede darse entre sus superficies libres en contacto. En el tratamiento de los problemas mediante mecánica newtoniana, la fricción entre sólidos frecuentemente se modeliza como una fuerza tangente sobre cualquiera de los planos del contacto entre sus superficies, de valor proporcional a la fuerza normal.

El rozamiento entre sólido-líquido y en el interior de un líquido o un gas depende esencialmente de si el flujo se considera laminar o turbulento y de su ecuación constitutiva.

 

Unidades de fuerza

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Cegesimal (cgs), el hecho de definir la fuerza a partir de la masa y la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo), conlleva a que la fuerza sea una magnitud derivada.

Por el contrario, en el Sistema Técnico la fuerza es una Unidad Fundamental y a partir de ella se define la unidad de masa en este sistema, la unidad técnica de masa (abreviada u.t.m.). Este hecho atiende a las evidencias que posee la física actual, expresado en el concepto de fuerzas fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

  • Newton (N)

Sistema Técnico de Unidades

  • Kilogramo-fuerza (kgf) o Kilopondio (kp)

Sistema Cegesimal de Unidades

  • Dina (dyn)

Sistema anglosajón de unidades

  • Poundal
  • Libra Fuerza (lbf)
  • KIP (= 1000 lbf)

Equivalencias

  • 1 newton = 100 000 dinas
  • 1 kilogramo-fuerza = 9.806 65 newtons
  • 1 libra fuerza ≡ 4.448 222 newtons

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