CONCEPTOS

Cinemática - Velocidad y Rapidez Concepto y Ejemplos (1)

DINÁMICA

1.1  Concepto de Fuerza

A

hora que se ha estudiado cómo se mueven los cuerpos en una y dos dimensiones, debemos hacernos las siguientes preguntas: ¿Por qué los cuerpos se ponen en movimiento? ¿Qué causa que los cuerpos cambien de velocidad o de dirección?

Isaac Newton respondió a preguntas como esas afirmando que el cambio de velocidad de los cuerpos es causado por fuerzas. Podemos definir a la fuerza como todo aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere.

Ahora bien, ¿Qué ocurre cuando varias fuerzas actúan simultáneamente sobre un cuerpo? En este caso el cuerpo acelera sólo si la fuerza neta que actúa sobre él es diferente de cero. La fuerza neta ejercida sobre un cuerpo es el vector suma de todas las fuerzas que actúan sobre él. En ocasiones se hace referencia a la fuerza neta como la fuerza total o la fuerza resultante. Si la fuerza neta ejercida sobre un cuerpo es cero, entonces la aceleración del cuerpo es cero y su velocidad es constante o cero. Esto quiere decir que si la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero, éste permanece en reposo o continúa moviéndose a velocidad constante. Cuando un cuerpo está en reposo, se dice que está en equilibrio.

Existen dos tipos de fuerza, las fuerzas de contacto y las fuerzas de campo. Las primeras 5 Fig. representan fuerzas de contacto físico entre dos cuerpos  y la ultima es una fuerza de campo. (fig. 1.1).

Las fuerzas de campo no implican contacto físico entre dos cuerpos, sino que actúan a través del espacio vacío. La fuerza de atracción gravitacional es un ejemplo de este tipo de fuerza.

La fuerza es una magnitud vectorial. Por lo tanto, tal como se muestra en la fig. 1.2, para sumar fuerzas se deben utilizar las reglas de la adición vectorial para obtener la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo.

Las unidades de la fuerza en el SI es el Newton, que se define como la fuerza que actúa sobre una masa de 1 kg y produce una aceleración de 1 m/s². En el sistema inglés de ingeniería, la unidad de fuerza es la libra, definida como la fuerza que al actuar sobre una masa de 1 slug produce una aceleración de 1 ft/s².  Una aproximación conveniente es que 1 N ≈ 1/4 lb.