La fuerza se define simplemente como un empujón o tirón de un objeto con la masa que hace que cambie su velocidad. Es un agente externo que es capaz de cambiar el estado de un cuerpo particular ni en posición de reposo ni en movimiento. Tiene tanto magnitud como dirección. Se puede medir con una balanza de resorte. La fórmula de la fuerza es F = ma, donde m = masa del objeto, a = aceleración.
Tanto la fuerza gravitacional como la fuerza electrostática son ejemplos de fuerzas sin contacto. Las fuerzas de no contacto se definen como la fuerza que actúa a través de espacios sin hacer ningún contacto directo con el cuerpo.
Fuerza gravitacional
La fuerza gravitacional se define como la fuerza por la cual la tierra atrae a otro objeto en masa. Es la fuerza de atracción entre todas las masas del universo, es decir, la atracción de la masa terrestre hacia los cuerpos cercanos a su superficie. La fuerza gravitacional es la fuerza que atrae a dos objetos cualesquiera con la masa
Fórmula de la fuerza gravitacional
F = (GRAMO metro 1 metro 2 )/r 2
Dónde,
G = constante gravitatoria = 6,67 × 10 -11 N. m 2 /kg 2
m 1 = masa del objeto 1.
m 2 = masa del objeto 2.
r = distancia entre dos objetos.
Unidades SI = Newton (N).
Fuerza electro-estática
Se define como una fuerza entre objetos debido a la carga de los objetos. Es la fuerza que ejerce un cuerpo cargado sobre otro cuerpo cargado o sin carga. Es la fuerza que surge cuando los cuerpos no están en contacto. También se define como la fuerza de atracción o repulsión entre dos objetos que es causada por su carga eléctrica. También se le llama Fuerza de Coulomb.
Fórmula de la fuerza electrostática
F = (kq 1 q 2 )/r 2
Dónde,
k = constante de proporcionalidad = 1/4π€ o
Donde € o = permitividad de un vacío= 9 × 109 Nm 2 /c 2 .
q 1 = carga del objeto 1.
q 2 = carga del objeto 2.
r = distancia entre los dos objetos.
Diferencia entre fuerza gravitatoria y fuerza electrostática
|
Fuerza gravitacional |
Fuerza electro-estática |
|
| 1. | Es la fuerza por la cual la tierra atrae a otro objeto por su masa. | Es la fuerza de un objeto debido a su carga. |
| 2. | La fuerza debida a la gravedad no depende del medio. | Depende del medio (carga). |
| 3. | Es la única fuerza de atracción. | Es a la vez una fuerza atractiva y repulsiva. |
| 4. |
Fórmula: F = (GRAMO metro 1 metro 2 )/r 2 |
Fórmula: F = (kq 1 q 2 )/r 2 |
| 5. | Tiene una constante gravitatoria (G). | Tiene una constante de proporcionalidad (k). |
| 6. | Se origina en la masa del objeto. | Tiene su origen en la carga del objeto. |
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: ¿Cuánta fuerza se requiere para acelerar un automóvil de 2000 kg a 5 m/s 2 ?
Responder:
Dado que,
masa del carro (m) = 2000kgs.
aceleración (a) = 5 m/s 2 .
F = mamá
F = 2000 × 5
F = 10000 N.
Por lo tanto, la fuerza requerida es de 10000 N.
Pregunta 2: Dos objetos de 1000 kg y 500 kg de masa se mantienen a una distancia de 400. Encuentra la fuerza de atracción entre ellos.
Responder:
Dado que,
m 1 = 1000 kg
m2 = 500m
r = 400m
F = GRAMO metro 1 metro 2 /r 2
= (6,67 × 10 -11 ) × (1000 × 500)/(400) 2
= (6,67 × 10 -11 ) × 50/16
= 2,08 × 10 -10 N.
Por tanto, la fuerza de atracción entre ellos es de 2,08 x 10 -10 N.
Pregunta 3: Dos cargas 3C y 6C se mantienen a una distancia de 9 m entre sí. ¿Encontrar la fuerza de atracción entre ellos?
Responder:
Dado que,
q1 = 3C
q2 = 6C
r = 9m
F = kq 1 q 2 /r 2
F = (9 × 10 9 × 3 × 6)/9 2
F= 2 × 10 9 N.
Por tanto, la fuerza de atracción entre ellos es de 2 × 10 9 N.
Pregunta 4: Supongamos que 2 satélites están pasando alrededor de la órbita, la tierra cerca uno del otro. Por un momento son parte el uno del otro a 400m. Las masas del satélite son 400 kg y 1200 kg. ¿Calcular la fuerza gravitacional entre ellos?
Responder:
Dado que,
m 1 = 400 kg
m2 = 1200kg
r = 400m
F = (6,67 × 10 -11 × 400 × 1200)/(400) 2
F = 20,01 × 10 -11 N.
Por lo tanto, la fuerza gravitatoria entre ellos es de 20,01 × 10 -11 N.
Pregunta 5: Un cuerpo de cargas de 10 C y 30 C se mantienen a una distancia de 10 m entre sí. ¿Encuentre la fuerza electrostática entre ellos?
Responder:
Dado que,
q1 = 10C
q2 = 30C
r = 10m
F = (9 × 10 9 × 10 × 30)/(10) 2
F = 27 × 10 9 N.
Por lo tanto, la fuerza electrostática entre ellos es de 27 × 10 9 N.
Pregunta 6: Un objeto que tiene una masa de 2 kg se mueve con una velocidad de 8 m/s golpea una pared y se detiene durante 10 segundos. Calcula la fuerza que hace que el objeto se detenga.
Responder:
Dado que,
m = 2 kg
Velocidad inicial u = 8 m/s
Velocidad final v = 0 m/s
Tiempo = 10 seg.
Aceleración a = (v – u)t
a = (0 – 8)10
un = 80
F = 2 × 80
F = 160 N.
Por tanto, la fuerza que se necesita para detener el objeto = 160 N.
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por madireddykavya1 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA