Fisica Sin Matematicas

PREFACIO
Es indiscutible que el actual estudiante de humanidades está
interesado en el mundo físico que lo rodea, y que comprende
la importancia del conocimiento científico. Los muchos cursos
de orientación y cursos panorámicos que se llevan en muchos
colegios y universidades son testigos de ello. Sin embargo, es
dudoso que el problema de introducir en el campo de la física
a un estudianteserio, pero no profesional de la ciencia, se haya
resuelto de modo adecuado. El autor del presente texto ha llegado
a percibir que la respuesta no está en eliminar gran parte
de los temas técnicos, sino en separar, tanto como sea posible
la física de la aritmética, ya que la parte numérica de la física
es la que hace temblar al estudiante no científico con el comentario
de que él nunca hapodido "ver» las matemáticas. Por
otra parte, existe una cantidad sorprendente de temas en un
del estudio, puesto que la dirección es un concepto
más bien geométrico que aritmético.
Naturaleza vectorial de 'las fuerzas. La acción de una fuerza
sobre un cuerpo es una experiencia familiar; todos nos
damos cuenta de la diferencia entre una fuerza grande y una
pequeña, pero el hecho de que lafuerza tiene dirección no
siempre se aprecia. AsÍ, por ejemplo, una fuerza de muchos
newtons empuj ando hacia el norte a un cierto cuerpo, no
produce sobre él ningún efecto en dirección oriente (Fig. 3.1).
La fuerza afecta al movimiento del cuerpo solamente hacia el
norte. Además, este efecto puede ser completamente anulado
por una fuerza del mismo valor apuritando hacia el sur, es
decir, ensentido opuesto (Fig. 3.2). Este ejemplo sirve para
N
N
o el E
s s
FIG. 3.1. No hay efecto en dirección
este-oeste
FIG. 3.2. No hay efecto neto
ilustrar el hecho muy importante de que cuando dos fuerzas
de igual valor, o magnitud, actúan simultáneamente sobre un
cuerpo, esto es, se suman, el resultado no es necesariamente
una fuerza de doble valor, sino que puede llegar incluso a valercero, dependiendo de las direcciones consideradas. El resultado
es una fuerza doble sólo cuando. las dos fuerzas apuntan en el
mismo sentido (Fig. 3.3). Cuandó la dirección de dos fuerzas
de igual magnitud hacen entre sí un ángulo de 1200 (un ángulo
de 1200 es la tercera, parte de toda la circunferencia) puede
E ~
FIG. 3.3. Efecto duplicado
demostrarse, tanto por cálculo como porexperimento, que la
fuerza resultante -es decir, la fuerza que debe producir el
mismo efecto que las otras dos combinadas-- tiene la misma
CONSIDERACIONES MECANICAS 43
magnitud que cada una de ellas, aunque, por supuesto, con diferente
dirección (véase la Fig. 3.4). Otro caso especial es
aquel en donde las dos fuerzas hacen e~tre sí un ángulo de 90o,
es decir, un ángulo recto. En este caso, lafuerza resultante es
como un 50% mayor que las fuerzas componentes, teniendo
una dirección intermedia entre las dos (véase la Fig. 3.5). .
J:=l
b{R
90°
F2
FIG. 3.4. R tiene la misma mag- FIG. 3.5. La magnitud de Res,
nitud que F1 o que F2 . aproximadamente, 1.4 veces la de
F1 o la de F2
Composición y resolución de fuerzas. Seguramente el lector
estará interesado en saber cómo se hanobtenido estos resultados.
Por supuesto, estos resultados son ciertos como puede
comprobarse experimentalmente; pero también pueden determinarse
sin acudir a un experimento (excepto para comprobar
el resultado) lo que es muy importante. La manera más sencilla
de determinar la resultante consiste en representar cada
fuerza gráficamente por medio de una flecha dibujada a escala,
de modo que su largoindique el valor de la fuerza, cuya posición
sea la de la dirección que tenga y apunte en el sentido
prescrito. Si ahora se hace una figura con el origen de la segunda
flecha en el extremo de la primera, también con la dirección
y sentido apropiados, la flecha dibujada desde el origen de la
primera al extremo de la segunda, indicará con su longitud y
dirección (empleando la misma escala)...