FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas

Las fuerzas

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FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas

Esquema de contenidos

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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos

Las fuerzas y las deformaciones

La ley de Hooke

Límite de elasticidad

Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección

Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección

Suma de fuerzas paralelas no concurrentes

Equilibrio

Primer principio de la dinámica

Segundo principio de la dinámica

Tercer principio de la dinámica

Movimiento rectilíneo

Movimiento circular uniforme

Fuerza de rozamiento

Operaciones con fuerzas

Las fuerzas como causa del cambio de movimiento

Las fuerzas y el movimiento

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Para empezar, experimenta y piensa

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Fuerza de rozamiento

Tensión y peso

Si intentamos desplazar un libro

sobre otro, tenemos que aplicar una

fuerza para vencer el rozamiento entre ambas superficies.

Si entremezclamos las páginas e intentamos separa los libros…. ni los dos alumnos más

fuertes lo conseguirán.

¿En qué bote caerá la bola si la cuerda

se rompe?

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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos

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RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS

Un cuerpo puede ser rígido, elástico o plástico dependiendo de la materia de que esté hecho y de la fuerza que apliquemos.

No se deforman por acción de una

fuerza.

Se deforman por la acción de una fuerza, pero

recuperan su forma original cuando desaparece

la fuerza.

Se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma

original cuando desaparece la fuerza, sino que quedan

deformados permanentemente.

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La ley de Hooke

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El alargamiento de los muelles es proporcional al peso que

colguemos de ellos.

La ley de Hooke dice que cuando se aplica una fuerza a un muelle, le provoca una deformación

directamente proporcional al valor de esa fuerza.F = k ∆⋅ l

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Límite de elasticidad

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Límite de elasticidad

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Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección

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Fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.

Misma dirección y sentido

Misma dirección y sentidos opuestos

El módulo es la suma de los módulos

El módulo es la diferencia de los módulos

F1 = 6 N

F2 = 5 N

R = 11 N

R = 2 NF2 = 4 N

F1 = 6 N

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Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección

Regla del paralelogramo

Regla del polígono

F1→

F2→ R

→

R→

F2→

F1→

F2→

F1→

F3→

F4→

F4→

F2→

F1→

F3→

R→

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Suma de fuerzas paralelas no concurrentes

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Fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; es decir, son paralelas.

Misma dirección y sentido

Misma dirección y sentido contrario

▪ Dibuja las fuerzas F1 y F2 en los extremos de la barra.

▪ En el punto de aplicación de una de ellas, por ejemplo, F1, dibuja una fuerza igual a F2. En el de la otra, por ejemplo F2, dibuja una fuerza opuesta a la primera, F1.

O

F1→

R→

F2→

F1→

F2→

O

R→

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Equilibrio

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En la balanza romana, la pesa se desplaza hasta conseguir el equilibrio.

R→

F1→

F2→

E→

Un cuerpo está en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien cuando actúan varias fuerzas concurrentes de forma que la resultante de todas ellas es 0.

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Primer principio de la dinámica

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«Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose

con MRU».

Cuando el coche arranca, te mantienes pegado al asiento, ya que tiendes a seguir en reposo.

Cuando el coche frena, te desplazas hacia adelante, ya que tiendes a seguir en movimiento.

Primer principio de la dinámica de Newton

v1

v2

v3

v4

v5 v6

Su velocidad va aumentando. Su movimiento es acelerado.

Su velocidad va disminuyendo. Su movimiento es decelerado.

Su velocidad es constante.

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Segundo principio de la dinámica

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«Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección y sentido que la fuerza, de forma que:

; o bien F = m ⋅ a → F = m ⋅ aSi sobre el cuerpo actúa más de una fuerza, el principio se expresa así:

∑ F = m ⋅ a→

→ →

→

F/a = m

Peso

m

a→

F→

s

Si medimos el tiempo «t» que tarda el carrito en hacer un cierto recorrido «s», conoceremos

la aceleración «a» por la expresión:

s =½ at2

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Tercer principio de la dinámica

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«Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de sentido contrario denominada reacción». Las fuerzas aparecen por parejas (interacción).

- P→

P→

P→

N→

Se llama fuerza normal (N) a la fuerza de reacción de un plano sobre un

cuerpo que está apoyado en él. Es una fuerza perpendicular al plano y de

sentido opuesto al del apoyo.

El peso (P) de un cuerpo es la fuerza con que la Tierra lo atrae.

Cuando un cuerpo cae por acción de su propio peso, se mueve con

la aceleración de la gravedad, a = g = 9,8 m/s2. Teniendo en cuenta el principio fundamental

de la dinámica:

F = m ⋅ a → P = m ⋅ g→ → → →

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Movimiento rectilíneo

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Movimiento rectilíneo uniforme

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta:

∑F = m ⋅ a Si ∑F = 0 → 0 = m ⋅ a→→→→

Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que actúan una o más fuerzas, de manera que su resultante sea constante y tenga la dirección del movimiento.

P→

P→

Px→

Py→

El plano inclinado

α

sen α = → Px = P · sen αPx

PEl peso no influye en su movimiento

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Fuerza de rozamiento

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El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento

P→

N→

Fmotor

→Froz

→

Froz = μ · N

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Movimiento circular uniforme

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Los caballitos del tiovivo siguen un movimiento

circular uniforme.

Fc→

Fc→

Fc→

Fc→ac

→ac

→

ac→

ac→

v→

v→

v→

v→

Aceleración normal o centrípeta

Fuerza centrípeta

ac =v2

r

Fc = mac = m v2

r= mω2r

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Enlaces de interés

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Fuerzas en un plano inclinado

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Operaciones con fuerzas

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