UNIDAD 1 ( fuerza)

Profesora: Gabriela Matamala
Desde el punto de vista de la física, una
fuerza corresponde a una interacción
entre dos o más cuerpos que produce dos
tipos de efectos: aceleración y
deformación.
Todas las fuerzas producen
deformación aunque
muchas veces es
despreciable
 Se estudiarán fuerzas desde le punto de vista
dinámico, es decir fuerzas que producen
movimiento en los cuerpos.
 Independiente de si ocurre o no deformaciones, las
fuerzas las podemos clasificar en: fuerzas de campo
y fuerzas a distancia.
Normal
Campo
Roce
Tensión
Fuerzas
Peso o gravedad
Distancia
Electromagnética
Es una magnitud
vectorial, al igual que
la velocidad
 El instrumento que se utiliza para medir las fuerzas es el
dinamómetro.
 Para medir las fuerzas existen varias unidades de medida:
 En el S.I. es el Newton (N)
 En el sistema Cegesimal es la Dina (dyn)
 En el sistema gravitacional es el kilopondio (Kp)
1 N = 100000 Dyn
1 Kp= 9,8 N
 La fuerza que se obtiene como resultado de la
superposición de fuerzas se conoce como fuerza
neta 𝐹𝑛 y corresponde a la suma vectorial de todas
las fuerzas existentes que estén en una misma
dirección.
𝐹𝑛 = 𝐹1 + 𝐹2 + 𝐹3
 Suponga que un viejo pascuero viaja tirado por tres renos.
Si cada uno de ellos puede aplicar una fuerza de 40 N.
¿cuál es la fuerza total aplicada?
 En el tradicional juego de tirar la cuerda dos equipos
aplican fuerzas sobre la cuerda, ambas en sentido opuesto.
Si un equipo aplica una fuerza de 50 N hacia la derecha y el
otro equipo 48 hacia la izquierda. ¿Cuál es la fuerza
resultante?
 PESO, FUERZA PESO: se puede definir como la
fuerza gravitacional con que un planeta o estrella
atrae hacia su centro a un cuerpo.
 Por lo tanto nuestro peso es la fuerza con que atrae
la tierra a un cuerpo hacia su centro.
 El peso es directamente proporcional a su masa
mediante su aceleración de gravedad local del
lugar de donde se encuentra
P=mg
g( tierra) = 9,8 m/s2
g ( luna) = 1,6 m/s2
g (júpiter) = 22,9 m/s2
FUERZA NORMAL: corresponde a la fuerza que
realiza una superficie sólida para impedir que un
objeto la atraviese.
 FURZA ROCE: es la fuerza que se ejerce entre dos
FUERZA DE ROCE
superficies en contacto
FUERZA DE ROCE
ESTÁTICO
FUERZA DE ROCE
CINÉTICO O
DINAMICO
𝜇𝑆 > 𝜇𝐾
 Calcula la fuerza neta sobre una caja de 10 kg que se
encuentra apoyada sobre el piso, si la caja se empuja con
una fuerza F = 100 N y el coeficiente de roce estático entre
la caja y el piso es de 𝜇𝑠 = 0,4.
 Calcula la fuerza neta que se ejerce en las siguientes
situaciones en que la caja mostrada, inicialmente en
reposo, se empuja o se tira con la fuerza.
 Calcula la fuerza que debe aplicar una persona para que al
empujar la caja en movimiento de la figura, la fuerza neta
sea de 3 N
 Conocida como la segunda ley de Newton y dice
que la aceleración es inversamente proporcional a
la masa y directamente proporcional a la fuerza
neta que se aplica sobre él.
F=ma
 Sobre la caja de 5 Kg de la figura se aplican varias fuerzas.
Si al momento de aplicarlas las cajas se encuentran en
reposo ¿Qué velocidad adquiere luego de 3 s?
 Conocida también como tercera ley de newton establece
que para cada fuerza o acción aplicada sobre un cuerpo,
hay otra acción de igual modulo y dirección, pero sentido
opuesto. Estas fuerzas se aplican sobre distintos cuerpos.
 Conocida también como primera ley de Newton establece
que cuando la fuerza neta sobre un cuerpo es cero, dicho
cuerpo mantendrá su estado de movimiento con velocidad
constante o en estado de reposo.
 Por lo tanto, lo que la primera ley de Newton establece es
que para que un objeto aumente o disminuya su rapidez,
comience a moverse, se detenga o gire es necesaria la
presencia de una fuerza neta que cambie la velocidad que
lleva hasta ese momento. Si esta fuerza neta no se presenta,
el cuerpo seguirá eternamente con su velocidad constate o
en reposos.
 Un mueble de madera de 40 kg se encuentra en reposo
sobre un piso de madera. Si dos personas empujan el
mueble y aplican fuerzas del mismo módulo,
suficientemente para comenzar el movimiento, y si
continúan ejerciendo esta misma fuerza. ¿Con qué
velocidad se estará moviendo el mueble después de 2 s? el
coeficiente de rose entre dos superficies de madera es
𝜇𝑠 = 0,7𝑦 𝜇𝑘 = 0,4
 Un libro de 2 kg se encuentra en reposo sobre una
alfombra y se empuja con una fuerza de 6 N. calcula la
aceleración del libro si el coeficiente de roce estático entre
el libro y la alfombra es 0,8.
 Un niño empuja una caja de 3 Kg sobre una superficie
horizontal con una fuerza máxima de 12 N.
 ¿Qué coeficiente de roce dinámico máximo puede existir entre la
superficie horizontal y la caja para que se desplace con
velocidad constante
 ¿Cuánto tiempo se debe empujar la caja para que su velocidad
cambie de 1 m/s a 3 m/s si el coeficiente de roce cinético es 0,3
y el niño aplica su fuerza máxima?
 ¿Cuánto demoraría la caja en detenerse completamente si el
niño deja de empujarla cuando viaja a 3 m/s?
 Dos cajas, de 4 Kg y 5 Kg respectivamente, se encuentran
unidas por una cuerda, como se muestra en la figura. Si se
apoyan sobre una superficie sin roce y se tiran con una
fuerza F = 45 N, ¿Qué aceleración tendrá cada una de las
cajas?, ¿Cuál será la tensión a la que estará sometida la
cuerda?
 Tres cajas se encuentran unidas por cuerdas, como se
muestran en la figura. La primera cuerda une las cajas de
14 Kg y 4 Kg y soporta una tensión máxima de 20 N. La
segunda cuerda soporta una tensión máxima de 100 N. si la
fuerza aplica tiene un valor de 110 N y no existe roce entre
las superficies. ¿Se cortará alguna de las cuerdas? Calcula
la tensión en cada una de ellas y compáralas con el valor
máximo que soporta.
 Un bloque de masa M = 10 Kg se encuentra sobre una
superficie horizontal sin roce. Mediante una cuerda ideal
que pasa por una polea sin roce, el bloque se une a un
cuerpo colgante, de masa m = 5 Kg. ¿Qué aceleración
adquiere cada uno de los bloques?