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LAS FUERZAS

FÍSICA Y QUÍMICA 4º ESO

La dinámica es la rama de la física que estudia

la evolución en el tiempo de un sistema físico

en relación con las causas que provocan los

cambios de estado físico y/o estado de

movimiento.

Fuerza es toda causa capaz de deformar un

cuerpo (efecto elástico) o de modificar su

estado de reposo o movimiento. La unidad de

media de la fuerza en el SI es el newton (N)

La fuerza del palo modifica el

estado de reposo de la bola

La fuerza del martillo deforma

la piedra (hasta el punto que

la rompe)

¿Qué tipos de fuerzas existen?

Sobre un cuerpo, pueden actuar dos tipos de

fuerza: fuerzas de contacto o fuerzas a distancia

¿Qué tipo de efectos producen las fuerzas?

Deformación

Movimiento

Fuerza y deformación

Fuerza y deformación: Ley de Hooke

El alargamiento que experimenta un material

elástico es directamente proporcional al valor

de la fuerza que origina la deformación.

x es el alargamiento en metros

k es una constante de

proporcionalidad que depende

de las características del muelle

Los dinamómetros son instrumentos

de medida de fuerzas y suelen estar

graduados en newtons.

Laboratorio virtual

¿Cómo se representan?

Las fuerzas se representan por medio de

vectores. Para medir una fuerza, necesitamos

conocer, además de su valor y sus unidades,

donde se aplica y con qué dirección y sentido

se aplica.

¿Cómo calculamos la resultante de un conjunto

de fuerzas?

Fuerzas concurrentes

Fuerzas paralelas del mismo sentido

Fuerzas paralelas de sentido contrario

• Fuerza equilibrante: es la que consigue

que el sistema esté en equilibrio. Tendrá elmismo valor que la resultante, la misma

dirección y sentido contrario.

¿Qué tipo de efectos producen las fuerzas?

Deformación

Movimiento

Fuerza y movimiento: Leyes de Newton

¿Por qué se mueven los cuerpos?

Aristóteles

Newton

Para que un cuerpo se mueva

es necesario aplicar

constantemente una fuerza a

dicho cuerpo

No, no, no… según el principio de

la inercia enunciado por mi

(Primera ley de Newton), si la

fuerza neta sobre un cuerpo es

cero y el cuerpo estaba en reposo,

permanecerá en reposo y si está

en movimiento, llevará un MRU

Segunda ley de Newton: principio fundamental

El cambio de movimiento que experimenta un cuerpo es

directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él.,

siendo la relación de proporcionalidad la masa del cuerpo

que se mueve.

Segunda ley de Newton: principio fundamental

El cambio de movimiento que experimenta un cuerpo es

directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él.,

siendo l relación de proporcionalidad la masa del cuerpo

que se mueve.Tercera ley de Newton: ley de acción y reacción

Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo, llamada

acción, el segundo ejerce sobre el primero otra fuerza de

la misma intensidad y dirección pero de sentido opuesto, llamada reacción.

Fuerzas en nuestro entorno

El peso

La Tierra ejerce una fuerza de atracción sobre

todos y cada uno de los cuerpos situados en su

superficie y a dicha fuerza la llamamos peso.

Si esta persona estuviese en la

Luna: ¿tendría la misma masa?¿y el mismo peso?

La normal Un objeto apoyado sobre una superficie rígida ejerce una

fuerza sobre dicha superficie debida a su peso. Según el

principio de acción y reacción, la superficie ejercerá sobre

el objeto una fuerza de reacción igual en módulo y

dirección pero de sentido contrario. Esta fuerza se

denomina normal y es una fuerza perpendicular a lasuperficie de apoyo.

La fuerza de rozamiento

Cuando un cuerpo se desliza sobre otro, aparece

una fuerza que lo frena, la fuerza de rozamiento. Se

origina en la zona de contacto entre los dos

cuerpos debido a las irregularidades que existen en

las superficies de dichos cuerpos. La fuerza de

rozamiento siempre se opone al movimiento

μ es el coeficiente de

rozamiento, una constante que

depende del tipo de superficies

y que no tiene unidades.

Estudio del plano inclinado

Si se deja un objeto sobre un plano horizontal, el

objeto no se mueve a menos que sobre él se ejerza

una fuerza.

Pero si se deja sobre un plano inclinado, se puede

deslizar él solo sin necesidad de que se le aplique

ninguna fuerza exterior. ¿Por qué?

Una parte de su propio peso será la

fuerza responsable de su movimiento

P

N

Py

Px

α

P = m· gPx = m · g · sen α

Py = m · g · cos α

N = Py

Fr

Fr = μ · NFresultante = Px - Fr

Fresultante = m · a

Fresultante

Otro caso

Problema de plano inclinado: Una moto de motocross que junto con su motorista

tienen una masa de 250 kg, se dispone a hacer unaacrobacia subiendo por una rampa inclinada unángulo 40º respecto a la horizontal. La rampa mide50 metros de longitud y el coeficientes derozamiento es de 0,5. El motor ejerce una fuerzaconstante durante la subida de 3500 N.

A) Calcula la aceleración con la que sube por la rampa

B) ¿Qué velocidad tendrá la moto 3 s después deiniciado el movimiento?

C) ¿Qué velocidad tendrá cuando lleve recorrida lamitad de distancia?

D) ¿Qué fuerza debería hacer el motor de la moto paraque subiera con una aceleración de 5 m/s2?

La fuerza centrípeta

Como comentamos en el tema anterior, en

movimientos circulares, siempre existe una

aceleración. Y por la segunda ley de Newton, si hay

aceleración, hay una fuerza. Entonces, en el

movimiento circular debe existir una fuerza que

provoque la rotación del cuerpo que gira y genere

la aceleración centrípeta. Es la fuerza centrípeta.