Cinetica


Cinética lineal

Fuerza
La fuerza es un concepto usado para describir la interacción entre un objeto y su medio ambiente. Puede ser definida como un agente que produce o tiende a producir un cambio en el estado de reposo o de movimiento de un objeto. Así por ejemplo, un balón de fútbol colocado sobre el césped permanecerá en ese sitio a menos que alguien le aplique una fuerza por medio deun puntapié y entonces el cambiará de posición y de velocidad. En otro caso, un ciclista que rueda por una pista a una velocidad de 30 Km/h tenderá a permanecer en esa velocidad, a menos que el ejerza una fuerza sobre los pedales para cambiar su velocidad. Desde el punto de vista físico, todas las fuerzas son ejercidas por interacciones y repulsiones de cargas nucleares. A este tipo de fuerzas seles denomina fuerzas sin contacto. Brancazio (1984) divide las fuerzas en dos grupos : fuerzas de contacto y fuerzas sin contacto. En el primer grupo se encuentran todas las fuerzas ejercidas por un objeto sobre otro, como en el caso de la fuerza del aire, la fuerza muscular, la fricción. En el segundo caso, está la fuerza de la gravedad, las fuerzas electrónicas, etc. La fuerza es un vector quetiene magnitud, dirección y sentido. Para determinar la fuerza resultante sobre un cuerpo se deben utilizar los procedimientos del álgebra vectorial.
Newton (1642-1727) definió la relación entre fuerza y movimiento mediante tres leyes que son conocidas como las leyes del movimiento.
Estas leyes son: la ley de la inercia (I Ley), la ley de la aceleración (II Ley) y la ley de la acción y reacción(III Ley).

PRIMERA LEY O LEY DE LA INERCIA
Todo cuerpo tiende a permanecer en estado de reposo o de movimiento uniforme rectilíneo mientras no sea obligado a cambiar su estado por aplicación de fuerza externas sobre él.

De acuerdo a esta ley, siempre se requiere una fuerza para iniciar un movimiento, para pararlo o para cambiar su dirección o su velocidad. De la misma manera, esnecesario definir los conceptos de inercia y de masa para aclarar esta ley:

INERCIA: Propiedad de los cuerpos de conservar el estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Es directamente proporcional a la masa o a la cantidad de movimiento.
MASA: es la cantidad de materia que contiene un cuerpo. Representa la resistencia delos cuerpos a la aceleración lineal. (m = F/a).
De acuerdo aestos dos conceptos, dos cuerpos con igual masa (5 Kg) que se mueven a diferente velocidad (2 m/s y 3 m/s) tienen diferente inercia. Para el primero, su cantidad de movimiento es de 10 Kgm/s mientras que para el segundo es de 15 Kgm/s. Para alterar la inercia de cada uno de estos cuerpos se requieren fuerzas diferentes. De acuerdo a esta ley, cuando un cuerpo unido a una cuerda se hace girar, unavez la cuerda se suelte, el cuerpo continuará viajando en línea recta. El ejemplo típico es el lanzamiento de martillo; una vez el martillista suelte el martillo, este se moverá en línea recta porque en el plano horizontal no actúa ninguna fuerza. Por el contrario, siempre que un objeto viaje en línea curva, deberá existir una fuerza que siempre esté cambiando su trayectoria rectilínea.

SEGUNDALEY DE NEWTON O LEY DE LA ACELERACION
La aceleración que adquiere un objeto por la acción de una fuerza constante no equilibrada es directamente proporcional a dicha fuerza y tiene la misma dirección y sentido que ella (F = m*a).
Esta ecuación es la expresión algebraica de la segunda ley de Newton. Conceptualmente, es una relación causa-efecto. El término del lado izquierdo de la ecuaciónrepresenta la causa porque representa la interacción entre un sistema y su medio ambiente. En contraste, el término de la derecha revela el efecto porque indica el efecto cinemético de las interacciones sobre el sistema. La fuerza puede ser entonces definida como la acción de impulsión o tracción que modifica el estado de los cuerpos. La fuerza se expresa en Newtons. Un Newton es la fuerza que al ser...