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Las fuerzas

En primera instancia deberíamos definir qué es una fuerza, algo que nos acompaña todos los días en cada tarea que realizamos, pero que tenemos poco conocimiento de cómo actúa. Una fuerza, en física, es uno de los conceptos fundamentales para la construcción de complejas obras de ingeniería, entre otras cosas. La primera cosa que hay que tener en cuenta es que fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo. Esto quiere decir que, ya sea empujando un mueble o al atarnos los zapatos, estamos ejerciendo una fuerza. Sin embargo, no es solo una cuestión de movimiento, el concepto de fuerza también puede apreciarse en cuerpos que a simple vista parecen estáticos, como un clavo en la pared al sostener un adorno.

Un descubrimiento revolucionario

La primera descripción del concepto de fuerza fue ideada por Arquímedes de Siracusa (287 a.C – 212 a.C), quien estableció originalmente el concepto de fuerza pero entendiendo que el estado natural de los objetos era el reposo. Aristóteles profundizó sobre el movimiento de los cuerpos en función de la fuerza y estableció leyes al respecto, sin embargo fue Galileo Galilei en el siglo XVII quien reformuló el concepto de inercia y dio lugar a nuevas interpretaciones en la relación entre fuerza y movimiento. Poco tiempo después Isaac Newton definió el concepto de fuerza tal como lo entendemos hoy en día, dando lugar a las denominadas Leyes de Newton. En el siglo XVIII Charles Couloumb, con las observaciones realizadas sobre las cargas eléctricas, y Henry Cavendish, que midió la atracción gravitatoria para comprobar la universalidad de las leyes de Newton, fundamentaron la validez universal del concepto. En el siglo XX la electrodinámica cuántica estableció nuevas bases, que indicaron que la fuerza es una magnitud con su origen en la conservación del momento lineal para partículas elementales.

La fuerza se mide utilizando el newton (N), una medida que consiste en la fuerza necesaria para ejercer una aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg de masa. Esto equivale aproximadamente a lo necesario para levantar 100 gr y es una unidad que pertenece al Sistema Internacional de Unidades (SI). También existen otras mediciones que se utilizan habitualmente, pero en otros campos, como el kilogramo fuerza (9,8 N) –Sistema técnico de unidades- o el dina (10-5 N) –Sistema cegesimal- .

Tipos de fuerza

En casos como empujar un mueble o levantar una pesa las fuerzas se ejercen entre cuerpos que están físicamente en contacto, correspondiendo a Fuerzas de contacto. También existen Fuerzas a distancia como la fuerza gravitatoria, magnética, eléctrica, electromagnética y nuclear.

Por otro lado, cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo se lo denomina Sistema de fuerzas y, a cada una de las fuerzas, se la denomina como componente del sistema. Cuando varias fuerzas actúan simultáneamente sobre un cuerpo podemos calcular la resultante de la suma de dichas fuerzas, y de ese modo determinar el efecto que las mismas producirán en dicho cuerpo. Este conocimiento es fundamental tanto para arquitectos como para ingenieros para buscar un equilibrio entre las fuerzas a la hora de construir edificaciones como puentes o máquinas, y se denomina estática.




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