Física: Dinámica, apuntes y actividades

DINÁMICA

FUERZA Y MOVIMIENTO
En un saque de tenis, cuando el jugador arroja la pelota hacia arriba con la mano, el lento movimiento vertical de la pelota se transforma en un movimiento muy rápido en una dirección casi horizontal. ¿Qué es lo que provoca este cambio?. No se necesita saber mucho de tenis ni de física para responder: es la fuerza de la raqueta sobre la pelota.
La Dinámica delmovimiento, nos lleva a conocer qué es la causa del movimiento y los cambios en el movimiento. Para ello será fundamental recordar el concepto de fuerza.
Si un objeto está en reposo, una presión o un “empujón”, puede ponerlo en movimiento, como cuando empujamos un trineo o un automóvil detenido. Esto es, se aplica una fuerza al objeto. En forma similar, un objeto en movimiento puede ser aceleradoo desacelerado por aplicación de una fuerza, como cuando empujamos un carrito de supermercado o lo detenemos. También podemos cambiar la dirección del movimiento de un objeto por medio de una fuerza (como en el ejemplo del saque de tenis). En efecto, podemos encontrar que todos los cambios en el movimiento son el resultado de la acción de una fuerza o de algunas fuerzas.
Hay diversos tipos defuerzas. Por ejemplo, hay una fuerza gravitacional que atrae a las personas y a los objetos hacia la Tierra, dando origen a la fuerza que llamamos PESO. Pero la fuerza varía notablemente de objeto a objeto (como sabemos en la experiencia diaria). Piensa en levantar un libro y compara con levantar una maleta de viaje. Existen otros tipos de fuerza, como lo es la fuerza de fricción, que tiende aoponerse al movimiento. Según el estudio que se realice, a veces se ignora esta fuerza, pero en otras ocasiones juega un papel muy importante.
CONCEPTO DE FUERZA
Resulta fácil dar ejemplos de fuerzas, pero ¿cómo definiría este concepto en general?. Una definición operacional de fuerza se basa en los efectos que se observan. Debemos saber que una fuerza produce cambios en los movimientos. Una fuerzapuede poner en movimiento a un objeto que estaba en reposo; también puede aumentar o disminuir la rapidez del movimiento del objeto, o cambiar la dirección de su movimiento. En otras palabras, una fuerza puede producir un cambio en la velocidad (rapidez y/o dirección); esto es, una aceleración. Todo cambio observado en el movimiento, incluyendo el inicio del movimiento a partir del reposo, esevidencia de una fuerza.
FUERZA: Una fuerza es algo capaz de cambiar el estado de movimiento de un objeto.
Al decir “capaz”, hacemos referencia a que una fuerza puede actuar sobre un objeto, pero su capacidad para producir un cambio en el movimiento puede equilibrarse o cancelarse por otra fuerza o fuerzas, de modo que el efecto neto sea cero. Así, una fuerza no produce necesariamente un cambio en elmovimiento.
Dado que una fuerza puede producir una aceleración (que es una magnitud vectorial) es en sí misma una magnitud vectorial, es decir que tiene: módulo, dirección y sentido.
Cuando varias fuerzas actúan sobre un objeto, nos interesará cual es el efecto combinado que producen, es decir, la fuerza neta.
FUERZA NETA: La fuerza neta es el vector suma o resultante, de todas las fuerzas queactúan sobre un objeto.
La fuerza neta es cero cuando fuerzas de igual módulo actúan en la misma dirección pero con sentido contrario. Se dice que tales fuerzas son equilibradas. Una fuerza neta distinta de cero, se refiere a una fuerza no equilibrada. En este caso, se puede analizar la situación como si sólo actuara esta fuerza. Una fuerza no equilibrada o fuerza neta distinta de cero, produceuna aceleración. En algunos casos, al aplicar una fuerza no equilibrada, también se puede deformar un objeto, esto es, cambiar su tamaño o forma. Pero una deformación implica un cambio en el movimiento para alguna parte de un objeto, por lo cual hay una aceleración.
Las fuerzas se clasifican en 2 clases: fuerzas de contacto y fuerzas de acción a distancia.
Entre las fuerzas de acción a...