La fuerza de gravedad que posee un agujero negro es tan grande que ni la luz puede escapar de ella.
Fuerzas
Características y clasificación de la fuerza
La fuerza está presente en nuestra vida diariamente, desde que nos levantamos en la mañana hasta que nos acostamos por la noche, incluso cuando estamos dormidos. Es un término que resulta muy familiar, ya que utilizamos la fuerza cuando pateamos una pelota, cuando levantamos un cuaderno, hasta cuando cerramos los ojos. Pero. ¿qué es la fuerza? Es la acción que realiza un cuerpo sobre otro, provocándole un efecto.
CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES DE LAS FUERZAS
Todo cuerpo que posee masa realiza algún tipo de fuerza, desde el aire en la atmósfera hasta una caja que se encuentra sobre una mesa.
Una fuerza es la acción que ejerce un cuerpo sobre otro, esto ocasiona una modificación en el estado de reposos o de movimiento del cuerpo. Por ejemplo, ejercemos una fuerza cuando levantamos una bolsa del suelo o cuando pulsamos el interruptor para encender la luz.
Tipos de acción de las fuerzas
DESCÚBRELOS AL PASAR EL CURSOR POR LAS IMÁGENES
Un cuerpo empuja a otro: un hombre empujando un auto.
Un cuerpo atrae a otro: la Tierra atrae a la Luna.
Un cuerpo repele a otro: un imán repele a otro imán.
Un cuerpo impulsa a otro: la cama elástica impulsa al niño.
Un cuerpo frena a otro: el ancla impide que el barco se aleje.
Acción de varias fuerzas sobre un cuerpo.
Las fuerzas producen distintos efectos sobre los cuerpos en los que actúan. Los cuerpos que reciben una fuerza pueden:
Cambiar de forma de manera permanente o sólo por un momento, por ejemplo cuando moldeamos masa.
Cambiar el estado de movimiento del cuerpo, por ejemplo cuando pateamos una pelota y ésta deja el reposo para comenzar a moverse.
Cambiar la dirección del movimiento que realizan, por ejemplo cuando jugamos al tenis y devolvemos la pelota al otro jugador.
Aumentar o disminuir la velocidad del cuerpo, por ejemplo cuando aceleramos un automóvil.
Fuente: Física para todos (Canal de youtube)Cuando ejercemos una fuerza sobre un cuerpo, éste puede cambiar de forma.
¿SABÍAS QUÉ?
A diferencia de otras fuerzas, la gravedad nunca repele.
El vector A posee la misma dirección y magnitud pero sentido opuesto que el vector B.
EXPERIMENTO: ¿Por qué flotan los barcos?
Objetivo
Comprobar el principio de Arquímedes, que establece que un cuerpo que se encuentra en un líquido recibe un empuje de abajo hacia arriba igual a la fuerza que ejerce el cuerpo.
Materiales
- Masa para modelar (o plastilina). - Un recipiente con agua.
Pasos a seguir
Cortar la masa en pequeños cubos de 0,5 centímetros y amasarlos hasta darle la forma de una bolita. Introducirlos en un recipiente con agua y observar qué sucede. ¿Se hunden todas?
Tomar una de las esferas de masa aplastarla para darle una forma plana, imitando a una barca. Tratar de situarla sobre la superficie del agua. ¿Qué sucede ahora? ¿Conseguiste que flote?
¿Qué pasó?
Cuando se aplana la masa posee mayor superficie de contacto con el agua y el peso se distribuye uniformemente a lo largo de toda la masa, por lo que el agua debe hacer menos fuerza para que ésta flote. Cuando la masa se encuentra en forma de bolita todo el peso se concentra en un punto por lo que el agua debe hacer una mayor fuerza de empuje. Al no poder igualar la que hacen las bolitas, éstas se hunden.
Para que se realice una fuerza debemos tener en cuenta que:
Debe haber dos cuerpos: para que actúe una fuerza sobre un cuerpo debe haber otro cuerpo en algún lugar que ejerza esa fuerza.
Un cuerpo no puede realizar una fuerza sobre él mismo: se necesita de otro cuerpo que ejerza la fuerza.
La fuerza que ejerce un cuerpo sobre otro siempre es en una única dirección: una fuerza no puede ejercerse en varias direcciones a la vez.
Cuando se representa una fuerza, ya sea en una imagen o un dibujo, se utilizan vectores. Los vectores son flechas que poseen dirección, sentido y magnitud. Para que dos vectores sean iguales deben tener igual dirección, sentido y magnitud; si tenemos dos vectores con igual magnitud y dirección pero diferente sentido entonces estamos ante dos vectores opuestos.
TIPOS DE FUERZAS
Las fuerzas se pueden clasificar en distintos tipos dependiendo del tiempo y de si están o no en contacto con el cuerpo que recibe la fuerza.
Clasificación de las fuerzas según el tiempo
Fuerzas instantáneas: se trata de aquellas fuerzas que sólo interactúan con el cuerpo por un breve período de tiempo, esto le da al cuerpo un movimiento uniforme.
Fuerzas constantes: se trata de aquellas fuerzas que interactúan continuamente con el cuerpo, esto da lugar a movimientos acelerados.
Clasificación de las fuerzas según el contacto
Fuerzas de contacto: son aquellas fuerzas que se producen por el contacto directo con el cuerpo que recibe la fuerza.
FUERZAS DE CONTACTO
DESCÚBRELAS AL PASAR EL CURSOR POR LAS IMÁGENES
El suelo aplica una reacción normal sobre la caja.
Sobre la botella actúa la fuerza de empuje que ejerce el agua.
Las tensiones que aplican las cuerdas y la fuerza F son reacciones de contacto en el sistema de polipasto.
Los niños y la superficie del suelo ejercen fuerzas de contacto sobre el cuerpo.
Si la fuerza que ejerce el líquido sobre el cuerpo es menor que la fuerza que ejerce el cuerpo sobre el líquido, entonces aquél se hunde.
Fuerzas a distancia: son aquellas fuerzas que se producen sin el contacto directo entre los cuerpos.
Fuerza eléctrica: se da cuando hay dos cuerpos electrizados y se genera atracción o repulsión. Cuando las cargas eléctricas son de distinto signo se atraen, y cuando son del mismo se repelen.
Fuerza magnética: en este caso, objetos magnetizados pueden atraerse o repelerse, y allí se da esta fuerza. Si las partículas tienen diferente carga se atraerán, y si tienen la misma carga se repelerán.
La fuerza eléctrica (a) y la magnética (b) son fuerzas a distancia ya que los cuerpos no están en contacto directo.a)b)
Fuerza nuclear: se desarrolla en el núcleo de los átomos. La fuerza nuclear interviene cuando dos núcleos se acercan y se unen, lo que provoca su fusión.
Fuerza gravitatoria: es una fuerza que ejerce una atracción por parte de un cuerpo sobre todos los objetos que se encuentran cerca de él. La ley de gravitación universal fue postulada por Isaac Newton.
UNIDADES DE MEDIDA DE FUERZA
La fuerza es un elemento medible, esto quiere decir que a toda fuerza le corresponde un valor numérico. Este valor se representa mediante unidades de medida.
Entre las unidades de medición de las fuerzas encontramos:
Newton (N): es una unidad de medida de la fuerza establecida por el Sistema Internacional de Unidades. Fue nombrada así en honor a Isaac Newton. Se trata de la interacción que ocurre entre dos cuerpos. Se representa con la letra N.
Dina (dyn): es una unidad de fuerza establecida y utilizada por el sistema CGS (centímetro, gramo, segundo) que al ser aplicada sobre un objeto de un gramo de masa, le provoca una aceleración de un centímetro cada un segundo al cuadrado (s2).
Kilopondio (kp): llamado también kilogramo-fuerza. Es la unidad de fuerza en el Sistema Técnico de Unidades. Hace referencia al peso de un cuerpo de 1 kg de masa en la Tierra, con una gravedad de 9,81 m/s2 aproximadamente.
LEYES DE FUERZA
Leyes de Newton
Isaac Newton estableció tres leyes acerca del movimiento de los cuerpos:
La primera ley de Newton dice que "todo cuerpo en reposo o movimiento, mantiene su estado a menos que una fuerza modifique esta condición". Para esto se basó en la teoría establecida por Galileo Galilei, en la que plantea que sin roce los cuerpos no se detienen.
La segunda ley de Newton formula que todos los objetos que se encuentren en movimiento debido a una fuerza neta que actúa sobre ellos están cambiando constantemente la velocidad.
¿Qué es la microgravedad?
La microgravedad se produce cuando la gravedad es tan pequeña que tiene un efecto parecido a la falta de gravedad. Esto se produce cuando estamos en una montaña rusa o en vuelos que sigan una trayectoria en caída libre.
QUIERO SABER SOBRE...
El peso es la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo con masa definida. Se calcula multiplicando la masa en kg por la gravedad en m/s2 . El peso se expresa en Newton (N).
Sistema Internacional de unidades (SI)
Es el sistema métrico utilizado a nivel mundial (exceptuando sólo tres países), establecido en 1960 durante la XI Conferencia General de Pesas y Medidas.
Este sistema abarca a siete unidades de medida fundamentales, como son: longitud, masa, tiempo, corriente eléctrica, temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa.
La tercera ley de Newton dice que toda acción recibe una reacción con la misma magnitud pero con sentido opuesto a la fuerza aplicada. Esta fue la única ley de Newton definida en su totalidad por él, ya que la primera y segunda ley habían sido enunciadas anteriormente por otros científicos.
NOMBRE
Isaac Newton.
NACIMIENTO
4 de enero de 1643 en la localidad de Woolsthorpe, Inglaterra.
OCUPACIÓN
Físico, matemático, inventor, alquimista.
Isaac Newton describió la ley de gravitación universal, y fundó las bases de la mecánica clásica. Además de destacarse por sus aportes al campo de las Matemáticas, también estudió la luz y la óptica. Se lo ha catalogado como el científico más importante de la historia.
Los resortes
Los resortes son objetos que se deforman al experimentar una fuerza, pero luego recobran su posición y tamaño inicial. Son muy empleados en la industria, especialmente como partes de máquinas, tanto simples como complejas.
La tercera ley de Newton, o ley de acción y reacción, puede observarse cuando golpeamos una pelota contra la pared o el piso: ésta vuelve con la misma fuerza pero en sentido opuesto.
Ley de Hooke
La ley de Hooke o ley de elasticidad establece que el alargamiento que se produce en un cuerpo elástico es proporcional a la fuerza que se aplica en él. Esto quiere decir que cuanto más grande sea la fuerza que se aplica para estirar el cuerpo, mayor será su alargamiento.
Esto se observa al estirar un resorte: si hacemos una fuerza pequeña para estirarlo, el resorte se alargará muy poco; en cambio si hacemos más fuerza, el resorte se alargará mucho más.
La ley de Hooke permite calcular cuánto se estirará un resorte dependiendo de la fuerza que se aplica.
Fuerzas y campos - Definición de fuerza. Representación de fuerza
Cuando hablamos de "fuerza" estamos haciendo referencia a la capacidad que presenta un agente de cambiar o alterar, de alguna forma, un material, así como su movimiento. Los siguientes recursos audiovisuales ahondan en este concepto.
Vectores y escalares
Este video es un juego para identificar escalares y vectores. Para marcar una magnitud como escalar o vectorial, debes hacer clic en la caja correspondiente y después en el botón Comprobar.
Desplazamiento como un vector
Para entender más el término "vector" en este video se utiliza como ejemplo el desplazamiento de una bola de billar como trayectorias dirigidas.
Líneas de fuerza
Una animación que demuestra la fuerza eléctrica.
La fuerza de rozamiento o de fricción
Este video muestra la fuerza de fricción o de rozamiento. Es una fuerza que se encuentra entre dos cuerpos en contacto y posee un sentido opuesto al del movimiento.
Los frenos hidráulicos
Este video muestra cómo actúan los frenos de un automóvil como una prensa hidráulica al convertir la fuerza que ejerce el conductor sobre el pedal en la necesaria para drenar la máquina.
Flotación
Un video que demuestra cuáles objetos se hunden y cuáles flotan. Muy útil para demostrar la fuerza de flotación.
Revista: Las fuerzas
Una nota que explica de manera detallada y dinámica qué son las fuerzas.
Revista: El estudio de las fuerzas
Con esta nota de revista podrá aprender más sobre cómo graficar las fuerzas.
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EXPERIMENTO:
