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Ciencias Naturales, Fuerza y movimiento

7° Básico

Fuerzas que actúan sobre un cuerpo

¿Te has preguntado por qué los objetos se mueven? La explicación más probable es por la acción de distintas fuerzas. ¿Qué es una fuerza? Una fuerza es el producto de la interacción entre dos cuerpos, provocando una deformación de los cuerpos o cambios en el movimiento de estos. 

Las fuerzas pueden ser de dos tipos:
• Fuerza de contacto: Resultado del contacto físico entre el cuerpo y sus alrededores.
• Fuerza de campo: Resulta de una acción a distancia entre el cuerpo y sus alrededores.

Una fuerza es un vector (modo de representar una magnitud física), que tiene dirección y sentido, como también magnitud. Cuando se aplica una fuerza (o varias), en diferentes direcciones provocará distintos efectos, pudiendo ser representado a través de flechas y la dirección de éstas será la dirección en que se ejerce la fuerza y su longitud debe ser proporcional a la magnitud o módulo de la fuerza. La representación de las fuerzas en un diagrama se denomina Diagrama de Cuerpo Libre (DCL).

La unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) es el newton [N] y se expresa en términos de las unidades fundamentales de longitud, tiempo y masa. 1 N = 1 kg m/s2

FUERZA NETA: Cuando varias fuerzas son aplicadas a la vez sobre un objeto, se combinan y dan origen a una sola fuerza llamada Fuerza Neta, Fuerza Resultante o Fuerza Total, y corresponde a la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Ejemplo: Si aplicamos dos fuerzas en el mismo sentido, la fuerza neta será la suma de estos. Si aplicamos dos fuerzas en sentidos contrarios, la fuerza total será el resultado de la resta de estos (Figura 1).

PESO: Fuerza con que la Tierra atrae  a un objeto, por tanto, es una interacción entre dos cuerpos y no una medida de un objeto. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la tierra y se mide en Newton (N).

El peso se relaciona con la aceleración de la gravedad que tenga un planeta y con la masa de los cuerpos. Mientras mayor sea la gravedad en un planeta en comparación a la Tierra, pesarás menos, y mientras más masa posea un objeto, mayor es la fuerza que la Tierra ejerce sobre él, y diremos que pesa más.

El peso de un cuerpo se obtiene multiplicando la masa del cuerpo por la aceleración de gravedad (g), por tanto, la aceleración con la que los objetos caen en la Tierra. El valor es de 9, 8 metros/segundos cuadrados (m/s2) en la superficie de la Tierra. La fórmula matemática para obtener el peso de un cuerpo es:

P = m • g *Donde P es el peso, m la masa y g, la aceleración de gravedad.

FUERZA NORMAL: Cuando un objeto está sobre una superficie, el peso del objeto ejerce una fuerza hacia abajo. También la superficie ejerce una fuerza sobre el objeto (hacia arriba) denominada Fuerza Normal. Por ejemplo, en la figura 2 se muestra un notebook en reposo sobre un escritorio, el notebook no acelera debido a la fuerza de gravedad sobre él porque está sostenido en el escritorio. La fuerza que ejerce hacia arriba el escritorio sobre el notebook es la fuerza normal, que impide que el notebook se hunda o caiga y es perpendicular a la superficie del escritorio.

Figura 2: Cuando la superficie del escritorio es horizontal, la normal tiene el mismo módulo y dirección del peso, pero el sentido de los vectores es opuesto.

Figura 3: Si la superficie donde se apoya el notebook es inclinada, las fuerzas normal y de peso no tendrán la misma dirección y el módulo (longitud) de la normal es menor que el módulo de peso.

FUERZA DE ROCE: Fuerza que se opone al movimiento de un objeto o superficie sobre otra, se produce una fuerza de contacto llamada Fuerza de roce o de fricción y depende del peso del objeto o superficie en movimiento. Tipos de roce:

Por Deslizamiento: Cuando dos superficies de cuerpos sólidos se deslizan una por sobre la otra. Por ejemplo cuando deslizas un baúl a lo largo del piso el roce se opone al movimiento del baúl. Si la superficie del piso es rugosa mayor será la fuerza de roce (Figura 4).

 

Figura 4: Fuerza de roce por desplazamiento.

Por Rodamiento: Cuando un cuerpo rueda sobre una superficie, existe una fuerza que se opone al movimiento. Es una fuerza que se opone en menor magnitud que la fuerza de roce por deslizamiento.

En Fluidos (gases y líquidos): Cuando una pelota es lanzada en forma recta hacia una piscina, experimentará dos tipos de fuerza de roce, cuando está en el aire (fluido) y cuando está en el agua (otro fluido).

Para profundizar:
http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/queslafuerzanormal/queslafuerzanormal.html
http://www.youtube.com/watch?v=MVnnqSrxWyE