FUERZA

Es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto. Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie, al empujar algún cuerpo sólido, al tirar una locomotora de los vagones, al realizar un esfuerzo muscular al empujar algo.

El efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:

·         Modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la recibe

·         Modificación de su aspecto físico

También pueden ocurrir los dos efectos en forma simultánea. Como sucede, por ejemplo, cuando alguien patea una lata de bebida: la lata puede adquirir movimiento y también puede deformarse. (Barzaga & others, 2016)

La fuerza es un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro objeto (se dice que hay una interacción). Esto puede apreciarse en los siguientes ejemplos:

·         Un objeto empuja a otro: un hombre levanta pesas sobre su cabeza

·         Un objeto atrae a otro: el sol atrae a la tierra

·         Un objeto repele a otro: un imán repele a otro imán

·         Un objeto impulsa a otro: un jugador de fútbol impulsa la pelota con un cabezazo

·         Un objeto frena a otro: un ancla impide que un barco se aleje.

Debe haber dos cuerpos: de acuerdo a lo anterior, para poder  hablar de la existencia de una fuerza, se debe suponer la presencia de dos cuerpos, ya que debe haber un cuerpo que atrae y otro que es atraído, uno que impulsa y otro que es impulsado, uno que empuja y otro que es empujado, etc.

Un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre sí mismo. Si se necesita que actúe una fuerza sobre mi persona, tendré que buscar algún otro cuerpo que ejerza una fuerza, porque no existe ninguna forma de que un objeto ejerza fuerza sobre sí mismo (yo no puedo empujarme, una pelota no puede "patearse" a sí misma).

La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección: puede ser hacia arriba o hacia abajo, hacia adelante, hacia la izquierda, formando un ángulo dado con la horizontal, etc.

Para representar la fuerza se emplean vectores. Los vectores son entes matemáticos que tienen la particularidad de ser direccionales; es decir, tienen asociada una dirección. Además, un vector posee módulo, que corresponde a su longitud, su cantidad numérica y su dirección (ángulo que forma con una línea de referencia).se representa un vector gráficamente a través de una flecha en la dirección correspondiente.

En física, fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo.

Clasificación de las fuerzas

Según su punto de aplicación:

1.      Fuerzas de contacto: son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la recibe.

Un golpe de cabeza a la pelota, sujetar algo, tirar algo, etc.

2.      Fuerzas a distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza y quien la recibe no entran en contacto físicamente.

Según el tiempo que dura la aplicación de la fuerza:

Fuerzas impulsivas: son, generalmente, de muy corta duración, por ejemplo: un golpe de raqueta.

3.      Fuerzas de larga duración: son las que actúan durante un tiempo comparable o mayor que los tiempos característicos del problema de que se trate.

Por ejemplo, el peso de una persona es una fuerza que la tierra ejerce siempre sobre la persona. La fuerza que ejerce un cable que sostiene una lámpara, durará todo el tiempo que la lámpara esté colgando de ese cable. La fuerza que ejerce el cable sobre un teleférico durará mientras ahí esté.

Asimismo, las fuerzas que actúan sobre un cuerpo pueden ser exteriores e interiores.

·         Fuerzas exteriores: son las que actúan sobre un cuerpo siendo ejercidas por otros cuerpos.

·         fuerzas interiores: son las que una parte de un cuerpo ejerce sobre otra parte de sí mismo.

Unidades de fuerza

En el sistema internacional  (SI) de unidades la fuerza se mide en Newton (símbolo: N), en el CGS en dinas (símbolo, DYN) y en el sistema técnico en kilopondio (símbolo: KP), siendo un kilopondio lo que comúnmente se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.

Un newton es la fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo de masa 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.

Una fuerza es una cantidad vectorial. Significa que tiene tres componentes:

·         Un valor, que viene dado por un número y una unidad de medida (25 néwtones, por ejemplo).

·         Una dirección, que vendría a ser la línea de acción de la fuerza (dirección vertical, por ejemplo).

·         Un sentido, que vendría a ser la orientación, el hacia dónde se dirige la fuerza (hacia arriba, por ejemplo).

Las fuerzas se pueden sumar y restar. No tiene sentido físico el multiplicarlas o dividirlas.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección y en el mismo sentido, entonces la suma es la suma aritmética de ellas. Si sus valores son 40 Newton y 30 Newton, el resultado sería 70 Newton en la dirección y sentido común que tienen.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos distintos (una a la derecha y la otra a la izquierda, por ejemplo) entonces la suma es la diferencia entre ellas (resta), con la misma dirección pero el sentido de la fuerza mayor. Si sus valores son 40 Newton a la derecha y 30 Newton a la izquierda, entonces la suma sería 10 Newton a la derecha.