IMA - Fsica I

IMA - Fsica I

Qu es una fuerza?

Fuerzaes todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento.La fuerza del palo modifica el estado de reposo de la bola.La fuerza del guante modifica la direccin del movimiento de la pelota.La fuerza del martillo deforma el cuerpo (hasta tal punto que lo rompe).

Para que exista una fuerza es necesaria la presencia de dos cuerpos que interaccionen. Unainteraccinentre dos objetos siempreproduce dos fuerzas de igual intensidad y direccin, y de orientaciones opuestas, aplicadas una en cada objeto. Las interacciones pueden ser a distancia como lagravitatoria y la electromagnticao por contacto, como las originadas en un choque, o la fuerza normal. Lasdos fuerzas de una interaccin aunque son igualesno se anulan porque actan cada una en un cuerpo diferente. En el Sistema Internacional, la unidad de fuerza es el newton (N).Se llamaPesode un cuerpo a la fuerza de atraccin que ejerce sobre l la gravedad terrestre.Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor ser la atraccin que ejerce sobre l la gravedad terrestre y, por tanto, tambin ser mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa. P = mg (P = Peso, m = masa, g = aceleracin de la gravedad en el lugar donde mides el pso)La Masa de un cuerpo no debe confundirse con su peso. La masa depende de la cantidad de materia que tiene el cuerpo y es constante, no depende de dnde est el sistema, la masa no cambia. As si tu masa en la Tierra es de 55kg, en la Luna tambin lo ser. Para medir masas usamos una balanza.

El peso de un cuerpo vara con la aceleracin gravitatoria del lugar en donde se encuentre. Asi si te encuentras en la Tierra, donde la aceleracin gravitatoria es de alrededor de 9,8m/s2 , tu peso ser mayor que en la Luna , donde la aceleracin gravitatoria es un sexto de la terrestre. Las fuerzas las medimos con dinammetros.Las fuerzas producen deformaciones (recuerda sus efectos en muelles, gomas, carroceras, etc) y tambin cambios de velocidad (aceleraciones).Una fuerza actuando, durante un tiempo pequeo ("golpe seco" o durante poco recorrido), o durante mucho tiempo,produce una aceleracinque cambia el valor de la velocidad y/o su sentido.Una fuerza, cuya direccin de aplicacin no pasa por elcentro de gravedadde un objeto libre, le produce un giro y una traslacin. Si el cuerpo est sujeto por un punto y la direccin de la fuerza aplicada no pasa por ese punto, tambin girar.Cuando se formul la idea de fuerza fundamental se consider que existan cuatro "fuerzas fundamentales": la gravitatoria, la electromagntica, la nuclear fuerte y la nuclear dbil. La descripcin de las "fuerzas fundamentales" tradicionales es la siguiente:

1. Lagravitatoriaes la fuerza de atraccin que una masa ejerce sobre otra, y afecta a todos los cuerpos. La gravedad es una fuerza muy dbil y de un slo sentido, pero de alcance infinito. La interaccin entre dos cuerpos de masaMymse describe en trmino de una fuerza atractiva, cuya direccin es la recta que pasa por el centro de los dos cuerpos y cuyo mdulo viene dado por la expresin

Ges la constante de la gravitacin universalG=6.6710-11Nm2/kg2, yres la distancia entre los centros de los cuerpos

2. Lafuerza electromagnticaafecta a los cuerpos elctricamente cargados, y es la fuerza involucrada en las transformaciones fsicas y qumicas de tomos y molculas. Es mucho ms intensa que la fuerza gravitatoria, puede tener dos sentidos (atractivo y repulsivo) y su alcance es infinito.

3. La fuerza ointeraccin nuclear fuertees la que mantiene unidos los componentes de los ncleos atmicos, y acta indistintamente entre dosnucleonescualesquiera,protonesoneutrones. Su alcance es del orden de las dimensiones nucleares, pero es ms intensa que la fuerza electromagntica.

4. La fuerza ointeraccin nuclear dbiles la responsable de ladesintegracin betade los neutrones; losneutrinosson sensibles nicamente a este tipo de interaccin (aparte de la gravitatoria) electromagntica . Es responsable de la radiactividad natural que presentan algunos materiales. Su magnitud es menor que la interaccin fuerte y es de muy corto alcance (del orden de dcimas de billonsimas de milmetro). De las cuatro interacciones mencionadas esta es la menos estudiada. Unos diez mil millones de veces ms dbil que la electromagntica , esta fuerza la encontramos en los llamados fenmenos radiactivos de tipo beta, que no son otra cosa que desintegraciones de partculas y ncleos atmicos.Para describir el fenmeno, hay que referirse a nuestros los quarks. Recordemos que un protn consta de dos quarks arriba y uno abajo, pues bien, la interaccin nuclear dbil provoca que uno de los quarks arriba se convierta en un quark abajo, de forma que el protn se transformar en un neutrn.Este acontecimiento, aparentemente tan extrao, se est dando continuamente en el interior de estrellas como el Sol, y es de esperar que se pueda reproducir algn da cercano para obtener energa barata y limpia mediantefusin nuclear. Tambin podemos observarlo en otro conocido fenmeno, la degradacin delCarbono 14, famoso por su utilizacin en la datacin de fsiles.

Se puede averiguar la fecha de un fsil gracias a la fuerza dbilLas Interacciones Nuclearesaparecen nicamente en el momento en el momento en que las partculas se encuentran muy prximas, desapareciendo cuando se separan.

La prctica hace al maestro.Para recordar: las fuerzas que se manifiestan a nuestro alrededor no se pueden ver, pero si comprobamos que existen por el efecto que producen en los cuerpos. Las fuerzas, aparecen de a pares en la naturaleza como resultado de la interaccin de dos sistemas, es imposible poseerlas o almacenarlas para usarlas ms tarde.1- 2- Con quin interacciona el imn? Y los clavos? Dibuja cada una de estas fuerzas en el sistema que corresponda.Con quien interacciona el hombre? Y el auto? Dibuja cada una de estas fuerzas en el sistema que corresponda. 3- Con quin interacciona el nio? Y la caja? Dibuja cada una de estas fuerzas en el sistema que corresponda.

4- Con quin interacta la masa 1? Y la masa 2? Dibuja cada una de estas fuerzas en el sistema que corresponda.

5- Es cierto que la fuerza gravitatoria cuya frmula es para dos masas dadas (de valores bien diferentes) aumenta al aumentar la distancia entre ellas? Explcate.6- Suponte que tienes dos masas una de 20000kg y la otra de 70kg sabiendo que la distancia entre ellas es de 600cm cul es la intensidad de la fuerza que cada una ejerce sobre la otra? Estas fuerzas son atractivas o repulsivas? Por qu? Realiza un diagrama vectorial que se corresponda con la situacin planteada. G=6.6710-11Nm2/kg27- Es cierto que las fuerzas electromagnticas cuya frmula es para un par de cargas dadas disminuye al disminuir la distancia entre ellas? Explcate8- Suponte que tienes dos cargas positivas una de 5 . 10-6 Coulomb y la otra de 2. 10-6Coulomb, sabiendo que la distancia entre ellas es de 2cm cul es la intensidad de la fuerza que cada una ejerce sobre la otra? Estas fuerzas son atractivas o repulsivas? Por qu? Realiza un diagrama vectorial que se corresponda con la situacin planteada.Busca en internet, www.educaplus.org/play-343-Tipos-de-fuerzas.html y revisa sus contenidos , te ayudarn con este trabajo.