lección 2 módulo 1

Lección 2

Tipos de Fuerza y su composición.

Habrás percibido la presencia de fuerzas que actúan sobre todos los objetos. Analiza los siguientes ejemplos:

El peso de tu cuerpo sobre la superficie terrestre cuando caminas es una fuerza vertical por acción  de la gravedad.

Cuando dos jóvenes juegan haciendo pulso con las manos sobre una mesa ejercen una fuerza de tipo circular de un brazo contra otro semejante al movimiento de la hélice que mueve una lancha.

En el gimnasio, saltas cuerda presionando con las manos y con los pies sobre la superficie.

Las piezas de un motor sufren desgaste por su rozamiento y el calentamiento.

Los diferentes tipos de fuerza son los sifguientes . 

             Fuerza de fricción o Rozamiento

Sabes que una fuerza no se produce por sí misma, sino más bien es el resultado de un conjunto de fuerzas que intervienen sobre la superficie de un cuerpo o por el contacto entre dos superficies, no importa el estado del cuerpo, ni su tamaño o magnitud. Una de esas fuerzas es la de fricción o de rozamiento.

Si observas el juego de billar, cuando el jugador aplica la fuerza con el instrumento y golpea la pelota, ésta le produce movimiento a otra y ésta  a otras. Observarás como actúan entre sí produciendo desgaste a la mesa y a cada pelota. Existe fuerza de fricción en esos fenómenos.

La fricción es producida por las fuerzas de contacto entre dos superficies que son capaces de contrarrestar a las fuerzas aplicadas a un cuerpo.

Por ejemplo el desgaste de los tacones de tus zapatos es efecto de la fuerza aplicada por el tacón sobre la resistencia de la superficie del suelo o pavimento.

Fuerza  de fricción 

*      La fuerza de fricción o de rozamiento ocurre entre superficies en contacto.

*     Es contraria y paralela a la fuerza aplicada a un

cuerpo que se desliza entre dos superficies.

*   Es una fuerza tangencial, toca un solo punto de una curva, a dos superficies que actúan cuando estas están en movimiento.

Imagina un bloque de madera sólido superpuesto en una superficie horizontal. El bloque no se encuentra en movimiento. ¿Habrá alguna fricción entre el bloque y la superficie? sí, ya que existen dos fuerzas que se oponen: la del peso del bloque y la resistencia de la superficie horizontal.

Este tipo de fricción es la estática. Cuando el bloque está en movimiento causado por alguna fuerza externa, se llama fricción cinética.

Experimento: detectando fuerzas de fricción.

Materiales:

1 soporte, puede ser la mesa

1 caja mediana de madera ligeramente delgada

1 yarda de cordel gruso

2 libras de tierra (las pesas)

Procedimiento

1.       Amarra el cordel en el centro del costado de la caja y deposita las pesas en la misma.

2.       Coloca la caja en la superficie de la mesa.

3.       Mueve lentamente la caja tirando del cordel hacia adelante o verticalmente.

4.       Notarás que al aumentar la tensión del cordel aumenta resistencia de la caja.

5.       El peso de la caja con las pesas es W, el punto de inicio de haber tirado la caja, es la normal N, T es la tensión del cordel, F la fuerza de rozamiento.

6.       Observa el diagrama de cuerpo libre (un diagrama de cuerpo libre es la expresión gráfica escrita por separado, de las fuerzas intervinientes y concurrentes, en el plano cartesiano).

Si aumentas la tensión del cordel lo suficiente, la caja se empezará a mover expresando que F ha sobrepasado la fuerza máxima del rozamiento estáticos si la fuerza de rozamiento estático variara de acuerdo con los valores de la tensión del cordel, existe un valor máximo único y útil en la solución de problemas de fricción.

7.       Ahora aumenta el peso a la caja, con lo que se aumenta la presión normal entre la caja agregando otras dos pesas y la mesa. Entonces la fuerza normal la puedes expresar así.

Resultante de varias fuerzas aplicadas a un cuerpo

Hay fuerzas (Fr) que ejercitas hacia los objetos tangibles y otros tipos que no son perceptibles. Ejemplos:

a)       Un golpe en tu cuerpo cuando tocas un alambre de corriente eléctrica.

b)       Cuando estás próximo a un abismo, sientes que te hala el vacío y es la fuerza de la gravedad.

c)       Si sacas agua de un pozo, aplicas varias fuerzas y a la fuerza única que trae el balde hacia arriba se llama resultante.

Fuerza resultante es el efecto de hacer operaciones con fuerzas, unas directas y otras contrarias entre sí. Tales operaciones son adición, sustracción (aumento o disminución) de la magnitud o valor de la fuerza.

Puedes realizar las operaciones en forma gráfica y analítica, como vectores.

Operación Adición y sustracción (suma y resta) Método del paralelogramo:

Este método puede usarse para sumar y restar vectores. Cuando se suman, deben colocarse los vectores cola con cola, es decir, de forma concurrente. Se trazan líneas paralelas a  cada vector y el vector resultante se obtiene de unir el punto donde se unen los vectores con el punto donde se unen las paralelas. Observa el ejemplo de la figura a. 

Como puedes ver, la suma es

                                         F =_r   A + B

                   B                                                                   -B

Para restar vectores, se procede del mismo modo, solo que al sustraendo se le cambia el sentido para hacerlo negativo. Observa el ejemplo de la figura b.

Como puedes ver, la resta es F =_r              A + (-B)

Las operaciones pueden hacerse de forma analítica, es decir, aplicando métodos matemáticos. Observa este ejemplo: 

Hallar el vector resultante en la suma de A y B, 

Se puede usar el teorema de Pitágoras para resolver este caso. El vector resultante será            2 2

                                                      R =   (-A)  + (B)

Ejemplo. Dos fuerza s de 55N y 40N respectivamente, actúan sobre un mismo punto como se muestra a continuación. Hallar la resultante.

Cy = Fx senθ

Cx = Fx cosθ

La fuerza resultante mide 68 newtons Las componentes de un vector.