Pseudo Fuerzas

FUERZAS Y FANTASMAS
Prof. Omar Contreras
Las Fuerzas se producen por la interacción de dos cuerpos. Es importante
identificar el cuerpo que produce la fuerza, ya que en dicho cuerpo se aplica la reacción
que menciona la tercera ley de Newton. Por ejemplo:

El Peso lo produce La Tierra y cada cuerpo atrae a La Tierra con una fuerza
igual a su peso.

En el caso de un bloque sobre un plano inclinado, La Normal la produce el
plano y el bloque le produce al plano la misma fuerza normal pero con
sentido contrario.

Dos cuerpos unidos mediante una cuerda de masa despreciable interactúan
con Tensiones iguales y de sentidos contrarios, usando la cuerda como
medio transmisor de la Tensión.
Como un ejemplo más elaborado consideremos un
péndulo en equilibrio, dentro de un vagón acelerado. Debido a
a
la aceleración/Tensión que la cuerda transmite desde el techo
del vagón, la cuerda forma un ángulo  con la vertical, como se
presenta en el siguiente dibujo:1

Un diagrama de las fuerzas que actúan sobre la masa
del péndulo se indica a continuación, donde también se incluye
entre paréntesis el cuerpo responsable de la fuerza:
T
De este diagrama de cuerpo aislado vemos que la
(VAGÓN)

componente vertical de la Tensión se encarga de cancelar
el peso para que no haya movimiento vertical y la
componente horizontal de la Tensión se encarga de
mg (TIERRA)
producirle la aceleración a que tienen el péndulo y el
vagón:
T sen  = m a.
1
En este punto es conveniente plantear la siguiente pregunta a los alumnos: ¿Cuándo un carro
acelera hacia delante, uno se va hacia delante o hacia atrás? Normalmente todos los alumnos responden
que uno se va hacia atrás. En ese caso se plantea el siguiente argumento: Eso quiere decir que cuando un
carro arranca, el carro se va hacia delante y las personas se quedan tiradas hacia atrás en la calle…
Si ahora observamos el péndulo desde adentro del vagón, como también nos
estamos moviendo con la aceleración a, veremos al péndulo quieto, su aceleración es
cero. Pero en el diagrama de fuerzas (si queremos conservar la segunda ley de Newton)
dos fuerzas se anulan si son colineales. Para que la fuerza total sea cero debemos incluir
otra fuerza, como se indica en el siguiente diagrama, cuyo módulo coincida con la
componente horizontal de la Tensión:
T
-ma (?)
Sin embargo, a la hora de ajustar la tercera ley de
(VAGÓN)

Newton nos encontramos que no existe ningún cuerpo
responsable de esta fuerza. Sólo aparece por habernos
montado en un sistema acelerado ( no inercial ).
mg (TIERRA)
Similarmente cuando un carro toma una curva, la
aceleración necesaria para no seguir en línea recta usualmente la suministra la fuerza de
apoyo estático entre los cauchos y el piso o, si la carretera tiene peralte, también ayuda
la componente en dirección radial de la Normal ( Cuando por razones de diseño el peralte
está al contrario, la normal desayuda ). Las personas y objetos dentro del carro también
necesitan una fuerza centrípeta para dar la curva. Usualmente el roce con el asiento es
suficiente, a menos que la velocidad del carro sea muy grande o el radio de curvatura
muy pequeño. En ese caso el roce no es suficientemente grande para que los objetos
puedan seguir la curva y se ruedan hasta que la puerta les aplica una normal que
suministra la fuerza centrípeta necesaria para seguir la curva. Si en ese momento la
puerta se abre, se acaba la fuerza centrípeta y las personas/objetos se salen del carro.
Si ahora analizamos las fuerzas desde adentro del carro nos encontramos la misma
situación del vagón. Los objetos están en reposo pero existe una fuerza centrípeta. La
única manera de mantener válida la segunda ley es inventar una fuerza de igual
magnitud que la centrípeta pero que apunte hacia fuera, es decir la fuerza centrífuga. De
nuevo, no existe ningún objeto responsable de dicha fuerza centrífuga.
PREGUNTA: Cuando el tambor de una lavadora gira en el ciclo de exprimir ¿Qué
fuerza empuja la ropa hasta el tambor?
RESPUESTA: La Fuerza Centrífuga.
COMENTARIO: Respuesta equivocada. La fuerza centrífuga no existe a menos que
te metas en el tambor de la lavadora. El roce viscoso del agua no es suficiente como
fuerza centrípeta y no hace girar a la ropa en círculos. La ropa se mueve por el roce
viscoso hasta que llega a las paredes del tambor. Igual como los objetos del carro.
PREGUNTA: ¿Por qué la atracción gravitatoria no hace que la Luna caiga sobre la
Tierra?
RESPUESTA: La Fuerza de atracción funciona como fuerza centrípeta y es anulada
por la fuerza centrífuga.
COMENTARIO: Respuesta equivocada. La fuerza centrífuga solo existe cuando
vayas a la luna y la veas quieta. Desde la Tierra la Luna da vueltas y si se anularan las
fuerzas, la Luna se movería en línea recta. La Luna no se cae de la misma manera que en
una piedra atada a un hilo que se hace girar con la mano, la tensión no hace que la
piedra se vaya hacia la mano, sino que cambia la dirección del vector velocidad para que
pueda girar. El planteamiento es equivalente a preguntar por qué una piedra lanzada
horizontalmente no cae directo hacia abajo; de la misma manera la velocidad ( inicial ) de
la luna no deja que caiga directamente hacia la tierra.
Estas fuerzas que aparecen solamente por montarse en sistemas no inerciales son
llamadas por diversos autores fuerzas ficticias, pseudo-fuerzas, fuerzas no inerciales,
fuerzas inerciales, etc. Quizás por no ser producidas por entes que existan podrían
llamarse fuerzas fantasmales.