La física enseña que la fuerza es masa por aceleración, pero si se requiere imaginar qué es la fuerza y cómo afecta a un cuerpo. Es simple. Imagine empujar o tirar de un objeto. El empujar o tirar de un objeto aplica fuerza al objeto, y si el objeto muestra algún desplazamiento, habrá un valor finito de Fuerza. La fuerza que actúa por unidad de área sobre un cuerpo se conoce como Presión. La presión y la fuerza están estrechamente relacionadas, cuanto mayor sea la fuerza sobre un objeto, mayor será la presión sobre el objeto.
Efecto y tipos de fuerza
Cuando se aplica Fuerza a un cuerpo, puede iniciar el movimiento del objeto o detenerlo, o puede ayudar a cambiar la forma o el tamaño del objeto según el tipo de fuerza que se aplique. Si un cuerpo experimenta dos fuerzas, las fuerzas pueden sumarse o disminuir la fuerza total. Esto se debe a que la fuerza es una cantidad vectorial, lo que significa que tiene tanto magnitud como dirección. Por lo tanto, la dirección de la fuerza también es esencial.
- Si las fuerzas aplicadas al objeto están en la misma dirección, las fuerzas se sumarán y la fuerza total será mayor.
- Si las fuerzas aplicadas al objeto están en dirección opuesta, las fuerzas no se sumarán y la fuerza total será menor.
La fórmula para la Fuerza se da como, F = Ma.
La unidad SI de Fuerza es Newton (N)
Hay muchos tipos de Fuerzas que pueden aplicarse o estar presentes de forma natural en el universo. La fuerza de contacto es un tipo en el que el cuerpo debe estar en contacto, por ejemplo, golpeando una pelota o empujando una caja. La fuerza muscular es el tipo de fuerza en la que los músculos están tensos debido a la fuerza aplicada. Por ejemplo, empujar cualquier objeto aplica fuerza sobre los músculos. La fuerza de fricción es el tipo de fuerza que está presente entre dos superficies, resiste el movimiento de los objetos y siempre trabaja en la dirección opuesta al movimiento.
La fuerza de no contacto es aquella en la que los cuerpos no están en contacto, pero se aplica la fuerza. Las fuerzas como la fuerza magnética, la fuerza gravitacional son fuerzas sin contacto. La fuerza electrostática es aquella en la que dos cargas ejercen fuerzas entre sí. Las cargas iguales se repelen y las cargas diferentes se atraen. La fuerza gravitacional es ejercida por dos masas y el tamaño de la masa actúa más en la producción de la fuerza. Por ejemplo, la gravedad es la fuerza gravitacional ejercida por el planeta tierra.
Presión
La presión se define como la fuerza por unidad de área. Esto significa directamente que el área afecta la cantidad de presión aplicada, si el área sobre la que se aplica la fuerza es menor, la presión es menor si el área sobre la que se aplica la fuerza es grande.
La unidad SI para la presión es N/m 2 . Además, los diferentes tipos de presión tienen diferentes unidades en forma estándar.
Fórmula para la presión, P = F/A
Ejemplo de Presión en la vida real:
- Mientras se corta una fruta o una verdura, se utiliza un cuchillo afilado en lugar de uno romo para que la presión aplicada sobre la fruta sea mayor y las frutas se corten fácilmente.
- Los clavos que se clavan en la pared son muy puntiagudos al final para ejercer más presión sobre la pared.
- Los porteadores se ponen una tela redonda en la cabeza para aumentar el área y la presión es menor para que se puedan aplicar pesos pesados.
Tipos de presión
Hay diferentes tipos de presión, y tienen diferentes unidades de presión. Por ejemplo, atm es la unidad utilizada para la presión atmosférica. Echemos un vistazo a los diferentes tipos de presión presentes,
Presión atmosférica:
El aire está presente sobre el nivel del mar, y hay tantas capas, cuanto más alto, el aire comienza a ejercer más y más presión, y la presión que ejerce el aire en la atmósfera se conoce como presión atmosférica. La unidad utilizada para medir la presión atmosférica es atm.
El cuerpo humano también tiene presión dentro del cuerpo que compensa la presión presente en la atmósfera, por lo tanto, el cuerpo humano no la siente. La presión atmosférica varía debido a la fluctuación en la atmósfera. El peso del aire es responsable de la presión atmosférica, y es esencial para la vida en la tierra.
El instrumento utilizado para medir la presión atmosférica se llama Barómetro. El barómetro tiene mercurio lleno y está vacío en el resto del espacio. Mide P atm como pgh.
P atm = pgh
Donde, p = Densidad del aire
g = aceleración de la gravedad
h = altura del mercurio.
Presión absoluta:
La presión absoluta es la presión con respecto a la presión cero presente, es decir, con respecto a la ausencia de presión presente en el espacio libre vacío. No se obtiene presión en el vacío. La presión absoluta se denota como P abs
Presión diferencial:
La presión diferencial, como su nombre indica, es la diferencia entre los dos valores de presión. La presión obtenida será menor que cualquiera de las presiones y la unidad es la misma para la presión diferencial obtenida.
PAGS re = PAGS 2 – PAGS 1
Presión manométrica:
La presión manométrica también se conoce como sobrepresión, y es la presión inventada recientemente. La presión diferencial obtenida a partir de la presión atmosférica y la presión absoluta se conoce como sobrepresión o presión manométrica.
La siguiente figura muestra la relación particular entre la presión manométrica, la presión absoluta, la presión atmosférica,
Nota: Para medir la presión arterial, se coloca un manguito inflable en el antebrazo, se detecta el flujo de sangre y se miden las presiones correspondientes en el manómetro lleno de mercurio (Dispositivo utilizado para medir la presión). La presión arterial máxima se denomina como presión sistólica . La presión arterial mínima se llama presión diastólica .
Problemas de muestra
Pregunta 1: La masa de un objeto es de 50 kg y el objeto está acelerando, la aceleración es de 2 m/seg 2 . Encuentre el valor de la Fuerza producida por el objeto.
Solución:
Dado: Masa= 50kgs
Aceleración (a)= 2 m/seg 2
Fuerza = Masa × Aceleración
Fuerza = 50 × 2
Fuerza= 100N
Pregunta 2: La Fuerza Producida por un carro que tiene una masa de 100kgs es igual a 300N. Encuentre la aceleración del automóvil.
Solución:
Dado : Masa = 100kgs
Fuerza= 300N
Fuerza = Masa × Aceleración
Aceleración = Fuerza/Masa
Aceleración = 300/100
Aceleración (a)= 3 m/seg 2
Pregunta 3: ¿Cuál es la diferencia entre la presión manométrica y la presión diferencial?
Responder:
La presión diferencial es la diferencia entre las dos presiones, mientras que la presión manométrica o sobrepresión se define como la diferencia entre la presión absoluta y la presión atmosférica. Por lo tanto, podemos concluir que la presión manométrica puede ser presión diferencial pero no al revés.
Pregunta 4: ¿Por qué las correas de las mochilas escolares son preferiblemente más anchas? ¿Qué pasa si las correas del bolso son menos anchas?
Responder:
Las correas de la bolsa se colocan en los hombros y en función de lo pesada que sea la bolsa, se ejerce cierta presión sobre el hombro, si las correas son más anchas, el área cubierta sería menor, la presión ejercida sobre los hombros sería menor. Sin embargo, si las correas no son lo suficientemente anchas, el área cubierta sería realmente menor y la presión ejercida podría lesionar los hombros.
Pregunta 5: Se empuja un objeto con una fuerza de 50N y la base del objeto mide 10m 2 , ¿Cuál será la presión que ejercerá el objeto sobre la superficie?
Solución:
Dado: Fuerza= 50N
Área= 10m 2
Presión= Fuerza/área
Presión (P) = 50/10
Presión (P)= 5 N/m 2
Pregunta 6: Un objeto ejerce una presión de 10 N/m 2 , y el área sobre la que se aplica la presión es de 30 m 2 . ¿Encuentra la cantidad de fuerza requerida?
Solución:
Dado: Presión= 10N/m 2
Área= 30m 2
Fuerza = Presión × Área
Fuerza= 10 × 30
Fuerza= 300N
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por anjalishukla1859 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA