Cambio en el estado de movimiento

En ciencia, un empujón o tirón de una entidad se identifica como una Fuerza . La interacción entre dos objetos surge de la fuerza. La fuerza tiene tanto magnitud como dirección. La intensidad de una fuerza se articula en magnitud. La fuerza produce un altar en la dirección o estado de movimiento de un cuerpo.

Características de las fuerzas:

• La fuerza resultante neta sobre un objeto es la suma de estas dos fuerzas cuando dos fuerzas actúan en la misma dirección.
• La fuerza resultante neta es la diferencia entre estas dos fuerzas cuando dos fuerzas actúan en direcciones opuestas. La magnitud de la fuerza describe su fuerza.
• La fuerza todo el tiempo tiene una dirección en la que se aplica y determina su fuerza o magnitud.
• Cuando la dirección de la magnitud de la fuerza ha cambiado, los efectos de una fuerza pueden alterarse.
• Al evaluar la fuerza neta que actúa sobre ese objeto, se calcula el efecto de más de una fuerza aplicada sobre una entidad.
• La fuerza neta que actúa sobre la entidad será cero si dos fuerzas actúan entre sí con las mismas magnitudes (intensidad) y en direcciones opuestas.
• La fuerza puede traer efectos diferentes a la posición, el tamaño y la forma de un objeto.
• F = m × a , donde F = Fuerza, m = Masa del objeto y A = Aceleración
• Newton (N) es la unidad SI de fuerza.

La fuerza puede alterar el estado de movimiento de una entidad:

Movimiento de un objeto:

• Si un objeto se mueve a cierta velocidad en una dirección particular, se dice que está en movimiento.
• La dirección de la magnitud de la fuerza cambia si el objeto está en reposo. Significa que no está alterando su posición con respecto a un punto de observación.
• Cuando la entidad empieza a moverse significa que su spot se está distorsionando con respecto a un punto de vigilancia.
• Para mover una entidad de un lugar a otro, se necesita una fuerza para poner ese objeto en movimiento.
• No solo esto, una fuerza aplicada a un objeto puede cambiar su velocidad, detenerlo o incluso cambiar la dirección de su movimiento.
• Puede traer cambios en la velocidad del movimiento en total y una combinación de estos efectos, así como cambios en la dirección del movimiento.
• La fuerza puede alterar el estado de movimiento de una entidad.
• Sin la aplicación de una fuerza, ningún objeto puede moverse por sí mismo o cambiar su estado de movimiento por sí mismo.
• Este cambio de estado de movimiento no ocurrirá siempre con todo tipo de objeto. Por ejemplo, si alguien trata de hacer avanzar una entidad muy pesada como un muro, no lo hará en absoluto.

La fuerza puede cambiar la forma de un objeto:

La forma de un objeto se puede alterar si se le aplica alguna fuerza. Dependiendo de la magnitud de la fuerza aplicada y la rigidez del objeto, se puede observar el efecto sobre su forma y tamaño.

Empuje: Una fuerza ejercida lejos del cuerpo se llama empuje, por ejemplo: Golpear una pelota, patear una pelota de fútbol.

Jalar: Una fuerza ejercida hacia el cuerpo se llama jalar, por ejemplo: sacar un balde de agua de un pozo, jugar tira y afloja.

Fuerza:

• Un empujón o un tirón pueden ser una fuerza.
• La interacción entre objetos puede cambiar el estado de los objetos.
• El estado de un objeto de reposo a movimiento o viceversa puede ser cambiado por una fuerza.
• Dos o más objetos deben interactuar entre sí para permitir que una fuerza se aproxime al juego.

Fuerza neta:

• La resultante de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto se conoce como fuerza neta.
• La aceleración del cuerpo es a lo largo de la dirección de la fuerza neta.

Vector:

• En magnitud, así como en la dirección del objeto, se expresan cantidades vectoriales. Por ejemplo: velocidad, desplazamiento, peso, cantidad de movimiento, fuerza, aceleración, etc.
• Para encontrar la componente resultante que actúa sobre un objeto, se utilizan vectores.
• Cuando varias fuerzas actúan sobre un cuerpo, se pueden determinar en un componente. Se llama la fuerza neta que actúa sobre la entidad.

Cuando la fuerza actúa formando un ángulo con la horizontal, también se utilizan vectores.

Aplicación de fuerza:

• Una fuerza es un intento que cambia el estado de una entidad en reposo o en movimiento.
• Puede alterar la velocidad y la dirección de una entidad.
• La forma de una entidad también puede ser alterada por la fuerza.

estado de movimiento

El estado de movimiento de una entidad se define por su velocidad: la velocidad con una dirección. Por lo tanto, la inercia podría redefinirse de la siguiente manera:

Inercia = tendencia de una entidad a oponerse a cambios en su velocidad.

Una entidad en reposo tiene velocidad cero y (en la ausencia de una fuerza desquiciada) permanecerá con velocidad cero; no alterará su estado de movimiento (es decir, la velocidad). Los objetos se oponen a los cambios en su velocidad.

tipos de fuerzas

Fuerza de contacto 

El tacto o contacto es necesario para realizar la mayoría de nuestras acciones diarias. Por ejemplo, levantar, tirar, patear, empujar, etc. Las fuerzas que requieren un toque o contacto para aplicarse se conocen como fuerzas de contacto. Por ejemplo: fuerzas musculares, fuerzas de fricción

• Fuerza muscular: La fuerza que entra en la actividad recreativa debido a la acción de los músculos se llama fuerza muscular. Por ejemplo:
  • Para caminar, los seres humanos utilizan la fuerza muscular.
  • La expansión y contracción de los pulmones se debe a la fuerza muscular.
  • Movimiento de alimentos a lo largo de la tubería de alimentación.
• Fuerza de fricción: siempre que el objeto se mueve sobre la superficie, esta fuerza la ejerce la superficie sobre un objeto. Características de la fuerza de fricción:
  • La fuerza de fricción siempre actúa en la dirección contradictoria del movimiento de la entidad.
  • Conduce a la generación de calor cuando dos superficies entran en contacto entre sí. Por ejemplo, el calor se produce como resultado de la fricción entre nuestras manos, cuando nos frotamos las manos.
  • La fuerza de fricción también conduce al desgaste de las superficies de las entidades que se ponen en contacto entre sí. Por ejemplo, la suela de los zapatos muchas veces se desgasta debido a la fuerza de fricción que actúa entre ellos y el suelo mientras caminamos.
  • Esta fuerza se opone al movimiento relativo entre dos superficies.
  • Actúa entre las superficies de los dos cuerpos en contacto.

Resistencia del aire: un objeto experimenta una fuerza llamada resistencia del aire, cada vez que se mueve o vuela en el aire, experimenta una fuerza llamada resistencia del aire.

Fuerzas sin contacto

Estas fuerzas no necesitan contacto o tienen su efecto sin un toque. Ejemplo: fuerza magnética, fuerza electrostática, fuerza gravitatoria.

• Fuerza magnética:
  • Se entiende por fuerza magnética la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos magnéticos gracias a sus polos.
  • La fuerza ejercida por cualquier objeto magnético se denomina fuerza magnética.
  • Sabemos que, como los polos magnéticos, siempre se empujan unos a otros, es decir, se empujan unos a otros.
  • Además, los polos magnéticos opuestos se atraen constantemente, es decir, se atraen entre sí.
• Fuerza gravitacional:
  • La fuerza de atracción que experimenta un cuerpo hacia el centro de la tierra se llama fuerza de gravedad debida a la tierra.
  • Cada entidad atrae o ejerce una fuerza sobre cualquier otra entidad, propiedad del universo.
  • Eso que actúa sobre todos los objetos que están presentes en o cerca de la superficie de la Tierra también se llama fuerza de gravedad o gravedad.
  • La gravedad es una propiedad que muestran todos los entes presentes en el espacio y no solo la tierra. Por lo tanto, todos los planetas, las lunas e incluso el sol tienen una fuerza gravitatoria propia.

Fuerza electrostática : La fuerza electrostática es la fuerza de atracción o repulsión experimentada por un cuerpo cargado de otro cuerpo cargado en el mismo vecindario.

Fuerzas nucleares:

• La fuerza nuclear actúa entre todas las partículas del núcleo. es decir, entre dos protones, entre dos neutrones y entre un neutrón y un protón.
• En todos los casos, es una fuerza de atracción.
• Esta fuerza al vencer la enorme fuerza de repulsión entre los protones positivos mantiene intacto el núcleo.

Cambio en movimiento

Aceleración

La aceleración se define debido a la tasa de alteración de la velocidad con referencia al tiempo. La aceleración puede ser una cantidad vectorial porque tiene tanto magnitud como dirección. También es la segunda derivada de la posición con referencia al tiempo, o es la derivada primaria de la velocidad con referencia al tiempo.

Aceleración Instantánea:

La aceleración instantánea se define como la relación de cambio en la velocidad durante un período de tiempo dado, de modo que el intervalo de tiempo llega a cero. Fórmula de aceleración:

La fórmula de aceleración se da como:

Aceleración = (velocidad final – velocidad inicial)/tiempo 

                    = (cambio de velocidad)/(tiempo) 

                    =

                 un =

Dónde,

a es la aceleración en ms ^-2

vf es la velocidad final en ms ^-1

vi es la velocidad inicial en ms ^-1

t es el intervalo de tiempo en s

Δv es que el pollo se alimenta dentro de la velocidad en ms ^-1

Unidad de Aceleración: La unidad SI de aceleración se da como m/s ² .

Aceleración uniforme y no uniforme:

Es posible en circular donde la velocidad permanece constante, pero dado que la dirección está cambiando, la velocidad cambia y, por lo tanto, se afirma que el cuerpo está acelerado.

Aceleración media:

La aceleración promedio durante un período de tiempo se define como el cambio total en la velocidad dentro del intervalo dado dividido por el tiempo total que toma el cambio. Para un intervalo de tiempo dado, se denota como ā.

Matemáticamente,

Donde v ₂ y v ₁ son las velocidades instantáneas en el tiempo t ₂ y t ₁ y ā es la aceleración promedio.

Desaceleración

Debes haber notado que siempre obstaculizamos la velocidad de nuestras bicicletas durante el tráfico pesado cuando más bicicletas nos obstruyen. Entonces, una disminución en la velocidad debido a que el cuerpo se aleja de la línea de salida se define como Desaceleración. La desaceleración es lo opuesto a la aceleración.

se expresa como

Deceleración = (Tiempo final – Tiempo inicial)/(Tiempo empleado)

La desaceleración también se conoce como aceleración negativa. Por lo tanto, se denota por (– a).

La fórmula de desaceleración está dada por que es la velocidad final menos la velocidad inicial, con signo negativo en el resultado porque la velocidad es decreciente, si se dan la velocidad inicial, la velocidad final y el tiempo empleado.

a 

Si se dan la velocidad inicial, la velocidad final y la distancia recorrida, la desaceleración se conoce por

un =

Dónde,

v = velocidad final,

u = velocidad inicial,

t = tiempo empleado,

s = distancia recorrida.

La fórmula de desaceleración se emplea para calcular la desaceleración del cuerpo dado en movimiento. Se expresa en m/s ² .

Problemas de muestra

Pregunta 1: Un niño que pesa 56 kgf está de pie sobre una plataforma de dimensiones 3,5 cm × 1,5 cm. ¿Qué presión en pascales ejerce?

Solución:

Fuerza = Peso = 56 kgf   N = 560N

área =   m ²

Presión = 

Pregunta 2: Una rueda de 4 m de diámetro puede girar alrededor de un eje que pasa por su centro por un momento de fuerza igual a 5,0 N m. ¿Qué fuerza mínima debe aplicarse sobre su borde?

Solución:

Diámetro = 4m

Radio = 2m

Por lo tanto, ⊥ distancia = 2 m

Momento de fuerza = 5,0 Nm

Momento de fuerza = Fuerza × ⊥ distancia

5,0 Nm = F × ⊥ distancia

5,0 Nm = F × 2 m

F = 2,5 N

Pregunta 3: El momento de una fuerza de 60N con respecto a un punto es de 3 Nm. Encuentre la distancia perpendicular de la fuerza desde ese punto.

Solución:

Fuerza aplicada = 60 N

⊥ Distancia desde el punto de rotación =?

Momento de fuerza = Fuerza × ⊥ distancia

3 = 60 × ⊥ distancia

Distancia = 3/60 = 1/20 m = 20 cm

Pregunta 4: ¿Encuentra el empuje requerido para ejercer una presión de 40000 pascales en un área de 0.006 m ² ?

Solución:

Presión 

Fuerza = Presión × Área

F = 40000 × 0,006 = 240 Newton

Pregunta 5: Un automóvil que se mueve con una velocidad uniforme de 55 km/h se detiene al recorrer una distancia de 2,5 m. ¿Calcular la desaceleración formada por los frenos?

Solución:

Dado: Velocidad inicial u = 55 Kmph,

           Velocidad final v = 0

           Distancia recorrida s = 2,5 m

Sabemos que v ² = u ² + 2as

Deceleración a = 

                        = 

a = -605x 10 ⁶ m/s ²

Pregunta 6: Un automóvil de juguete acelera de 2 m/s a 6 m/s en 4 s. ¿Cuál es su aceleración?

Solución:

Dado: Velocidad inicial u = 2 m/s,

Velocidad final v = 6 m/s,

Tiempo empleado t = 4s.

La aceleración viene dada por a =

=

= 

= 1m/ ^s2

Pregunta 7: Desde un puente, se lanza una piedra al río. La piedra tarda 5 s en hacer contacto con la superficie del agua del río. A partir del nivel del agua, calcule la altura del puente.

Solución:

Debido a que la piedra estaba en reposo, Velocidad Inicial, u = 0

t = 5s (t es el tiempo empleado)

Aceleración debida a la gravedad, a = g = 9,8 m/s ²

Distancia recorrida por la piedra = Altura del puente = s

La distancia recorrida está articulada por

 m/s ²

Por lo tanto, s = 24,5 m/s ²