Capítulo 3 Ciencias Físicas Fuerza Capítulo 3 Ciencias Físicas

¿Qué tienen en común? Lámina 1 Lámina 2

Fuerza Es un empuje o atracción. La fuerza se describe de dos maneras: Por su intensidad Por su dirección Símbolo de fuerza : Intensidad – es la longitud de la flecha Dirección – hacia donde apunte la flecha Unidades – N (Newton) 1 N = 1Kg.m/s2 La F es capaz de modificar v o vencer la inercia.

Fuerzas fundamentales del universo Descripción Intensidad de la fuerza Fuerza Gravitatoria Es la fuerza de atracción que una masa ejerce sobre otra, y afecta todos a los cuerpos. Fuerza débil Fuerza en un solo sentido, pero de alcance infinito. Fuerza Electromagnética Afecta a los cuerpos eléctricamente cargados, y es la fuerza involucrada en las transformaciones físicas y químicas de los átomos y moléculas. Es más intensa que la fuerza gravitatoria. Puede tener dos sentidos (atractivo y repulsivos ) y su alcance es infinito. Fuerza nuclear fuerte Mantiene unidos a los componentes del núcleo. Su intensidad es mayor que la fuerza electromagnética. Fuerza nuclear débil Es responsable de la desintegración beta de los neutrones. Su intensidad es menor que la fuerza electromagnética y su alcance es aún menor que el de la interacción nuclear fuerte.

Fuerzas balanceadas F1 F2 No movimiento

Fuerzas no balanceadas Fuerzas en una misma dirección F1 F2 Fneta Dirección de ambas F

Fuerza neta Es la combinación de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. La fuerza neta determina si un cuerpo acelerará y cómo acelerará. Una fuerza neta distinta de cero, produce un movimiento en el objeto. Cuando las fuerzas que actúan sobre un objeto son opuestas en dirección, la intensidad de la fuerza neta se obtiene restando la intensidad de la fuerza menor de la intensidad de la fuerza mayor. Veamos el ejemplo en el próximo “slide”.

Fuerzas no balanceadas Fuerzas en direcciones opuestas F1 es mayor que F2 F1 F2 Fneta Dirección de la F mayor (F1)

Fuerzas de contacto Fuerza Símbolo Definición Dirección y sentido Fricción Ff La fuerza de contacto que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre superficies. Paralela a la superficie y opuesta al sentido del deslizamiento. Normal FN La fuerza de contacto ejercida por superficie sobre un objeto. Perpendicular y hacia afuera de la superficie. Resorte Fres Una fuerza de recuperación, esto es, el empuje o el tirón que ejerce un resorte sobre un objeto. Opuesta al deslizamiento del objeto en el extremo del resorte. Tensión FT El tirón ejercido por un resorte, cuerda o cable cuando está atado a un cuerpo y se tensiona. Hacia fuera del objeto y paralela al resorte. Empuje Fempuje Un término general dado a las fuerzas que mueven objetos, tales como cohetes, aviones, autos y personas. En la misma dirección y sentido de la aceleración del objeto contra cualquier fuerza resistente. Peso Fg Un fuerza de largo alcance ocacionada por la atracción gravitacional entre dos objetos. Derecho hacia abajo, hacia el centro de la Tierra.

Tipos de fuerzas Fricción: Depende de dos factores: Peso de los objetos en contacto Textura de las superficies A mayor peso del objeto, mayor fricción ente objetos. A mayor áspera es la superficie, mayor ficción entre las superficies.

Tipos de fricción Desventajas de la fricción: Ventajas de la fricción: La fricción entre partes aumenta la temperatura y las partes se desgastan. La fricción causa perdida de energía en forma de calor. Ventajas de la fricción: La fuerza de fricción entre los zapatos y el piso, nos permite caminar. La fricción entre las gomas de un auto y la carretera permiten al auto moverse y también al aplicar el freno, que pueda frenar. La fricción entre la tiza y la pizarra permite que podamos escribir en ella y lo podamos ver.

Tipos de fuerzas Fuerza de fricción Fuerza Normal En dirección contraria al deslizamiento. Perpendicular y hacia fuera de la superficie.

Tipos de fuerzas Fuerza de Empuje Fuerza de Resorte Opuesta al deslizamiento del objeto y el extremo del resorte Paralela al resorte.

Tipos de fuerzas Fuerza de Empuje Fuerza de peso Fuerza que mueve los objetos. Hacia el centro de la Tierra.

Fuerza de gravedad Es la fuerza de atracción entre los objetos debido a su masa. Todos los objetos se atraen entre si, ya que tienen masa. Fg puede cambiar el movimiento de un objeto alterando su rapidez, su dirección o ambos. Ley de Gravitación Universal Newton estableció esta ley para describir las relaciones entre la Fg, la masa y la distancia entre los objetos.

Fuerza de gravedad Ley gravitacional universal – ecuación matemática F = G m1m2 d2 G = Constante universal - 6.67 X 10-11 N.m2/Kg2 d = distancia entre los dos centros de las masas m = masa de los objetos A mayor masa, más atracción entre los objetos. A menor distancia, más atracción entre los objetos. No importa la distancia entre los objetos la Fg nunca será cero.

Fuerza de gravedad Peso (W) – es la medida de la Fg que actúa sobre el objeto. Se mide utilizando una balanza de resorte o una báscula. W = (m)(g) m = masa (kg) g = gravedad - 9.8 N/kg Unidad – Newton (N) 1 N = 1 kg.m/s2

Ejercicios de practica para Fg Fuerza de gravedad De la formula de peso(w) podemos derivar la siguiente fórmula: Fg = (m) (g) La fuerza gravitacional de la Luna es una sexta parte la de la Tierra. Utilizando la Fg es que se calcula la distancia entre los planetas de nuestro sistema solar. Ejercicios de practica para Fg Pág. 78 y pág 79

Leyes de movimiento de newton Páginas 80 - 85 Leyes de movimiento de newton

Leyes de movimiento Para el 1665, Isaac Newton establece tres leyes que describen el movimiento: Ley de inercia o primera ley del movimiento Segunda ley de Newton Ley de acción – reacción o tercera ley del movimiento

Ley de inercia Inercia – la tendencia de un objeto a resistir cualquier cambio en su movimiento. Ley de inercia establece que un objeto que se mueve a velocidad constante o un objeto en reposo, se mantendrá a velocidad constante o en reposo a menos que una fuerza no balanceada actué sobre. A mayor masa, mayor inercia.

Segunda ley del movimiento Describe como la fuerza ejercida sobre el objeto, la masa y la aceleración están relacionadas entre si. Establece que la aceleración de un objeto en la misma dirección a la fuerza neta del objeto es igual a la fuerza neta dividida entre la masa. a = Fn/m a = Aceleración (m/s2) Fn = Fuerza neta (N) m = masa (Kg) Formula derivada: Fn = (m) (a) Ejercicios de practica Pág. 83

Ley de acción y reacción Establece que cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro, el segundo objeto ejerce una fuerza igual en magnitud y opuesta en dirección sobre el primer objeto. Otra forma de decirlo: a toda acción hay una reacción igual y opuesta en dirección. Una fuerza no cancela a la otra. Figura 13 y 14 Ejercicios 20 y 21