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Una fuerza puede modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo, o producir la deformación del mismo. Fuerza es una magnitud vectorial q tiene un ponto de aplicación e de origen una direcciono recta de acción, un sentido y un módulo o intensidad Fuerza e un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro. La existencia de una fuerza, debe suponer la presencia de 2 cuerpos, debe haber un cuerpo que atrae y otro que es atraído, uno que impulsa y otro que es impulsado. Clasificación de fuerzas Fuerzas a distancia -Cuerpo que ejerce la fuerza y el que la recibe no entran en contacto físicamente. Ej. Gravedad, magnetismo, fuerza eléctrica. Fuerzas de contacto -Cuerpo que ejerce a fuerza está en contacto directo con el que recibe Ej. Fuerzas de tracción, empuje, choques entre objetos. Equilibrio de fuerzas - Un cuerpo está en equilibrio cuando permanece en reposo al sistema de referencia elegido, o se mueve a velocidad constante respecto del mismo sistema de referencia. Importante- La sumatoria de todas las fuerzas que inciden sobre el cuerpo es cero. Composición y descomposición de fuerzas Calcular la fuerza resultante, equivalente a a suma de todas las fuerzas aplicadas. Descomponer a las fuerzas proyectándolas sobre los ejes por medio de relaciones trigonométricas simples, tales como seno, coseno y tangente. Una vez que tenemos cada componente proyectada, hacemos las sumas y restas sobre cada eje para luego volver a componer todo en una resultante. Una fuerza de 20 N forma un ángulo de 30° con la horizontal. Descomponerla en 2 fuerzas, una vertical y otra horizontal, que coincidan con los ejes cartesianos. relación que existe entre los módulos de la fuerza F y las 2 fuerzas en que se descompone (Fx y Fy) se puede representar mediante un triángulo rectángulo, por lo cual se pueden calcular los módulos de ambas fuerzas mediante trigonometría. sen α y cos α En este caso: sen 30º = 𝐹𝑦𝐹 cos 30º = 𝐹𝑥𝐹 Despejando de las expresiones anteriores: Fy = sen 30º . 20 N = 10 N Fx = cos 30º . 20 N = 17,3 N Momento de uma fuerza El momento de una fuerza es el producto de dicha fuerza por la distancia perpendicular a un determinado eje de giro. M = F . d . sen 𝜶 La fuerza se mide en N y la distancia en m, por lo tanto, el momento nos dará Joule que es N x m. Cuplas Par de fuerzas a un sistema formado por 2 fuerzas paralelas entre si, de la misma intensidad o modulo, pero de sentidos contrarios. Si se aplica un par de fuerzas a un cuerpo, se produce una rotación o una torsión del mismo. La magnitud de la rotación depende del valor de las fuerzas que forman la cupla, y de la distancia entre ambas fuerzas. El momento de un par de fuerzas, es una magnitud vectorial que tiene por módulo el producto de cualquiera de las fuerzas por la distancia (perpendicular) entre ellas d. M = F1 . d = F2 . d Centro de Gravedad Centro de simetría de masa donde se intersecan los planos sargental, frontal, horizontal. Para que un objeto apoyado sobre una superficie se mantenga en equilibrio, su centro de gravedad debe mantenerse dentro de los límites de la base en la que se apoya. Dinámica Movimiento dos objetos y su respuesta a la acción de las fuerzas. Isaac Newton demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetos pesados o ligeros, siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire. Primera ley de newton (INERCIA) Un cuerpo permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U que es igual a velocidad constante) si la fuerza resultante es nula. La fuerza ejercida sobre un objeto sea cero no significa que su velocidad sea cero. Si no esta sometido a ninguna fuerza, un objeto en movimiento seguirá desplazando a velocidad constante. Equilibrio- Sumatoria de todas las fuerzas aplicadas debe ser nula 0. Σ Fx = 0 Σ Fy = 0 Σ MF = 0 Segunda ley de Newton(MASA) Cuando cuerpo se le aplica una fuerza F se produce una aceleración. F= M.A Una fuerza ejercida sobre un objeto lo acelerara, cambiara su velocidad. Aceleración será proporcionada a la magnitud de la fuerza total y tendrá la misma dirección y sentido que esta. La constante de proporcionalidad es la masa del objeto. La masa es la medida de la cantidad de sustancia de un cuerpo. Para una misma fuerza aplicada, un cuerpo con menor masa alcanzará una mayor aceleración, y viceversa. En particular, para la fuerza peso, la aceleración común a todos los cuerpos es la aceleración de la gravedad: P = m . g De esto se deduce que 1 “kilogramo fuerza” (unidad de fuerza, no de masa) equivale al peso de 1 “kilogramo masa”. 1 𝑘𝑔⃗⃗⃗⃗⃗ = 9,8 N Tercera Ley de Newton (ACCION Y REACCION) Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza, esta devuelve una fuerza de igual magnitud, igual dirección y de sentido contrario. Para toda acción a siempre una reacción de mismo modulo, misma dirección y sentido contrario e que nunca anulara por aplicaren en cuerpos diferentes Hay que destacar que, aunque las fuerzas de acción y reacción tengan el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos. Fuerza de Rozamiento Conocidas también como fuerzas de fricción, fuerzas que aparecen cuando hay dos cuerpos en contacto, y oponen resistencia a cualquier tipo de movimiento de uno respecto al otro. Si quiero empujar una caja muy grande y hacemos una fuerza pequeña, a caja no se moverá. Se opone al movimiento, si aumentamos a fuerza con la que empujamos e la caja se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinámica. La magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a la fuerza normal entre los dos cuerpos. La constante de proporcionalidad en este caso se denomina coeficiente de rozamiento (μ). Fr = μ . N Hay dos coeficientes de rozamiento: el estático (μe) y el cinético (μc), siendo el primero mayor que el segundo. μe > μc
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