La fuerza es empujar o jalar cualquier elemento debido a la conexión del objeto con otro objeto. Sin fuerza, nada puede moverse, detenerse o cambiar el rumbo. Es una comunicación cuantitativa entre dos cuerpos reales, entre un artículo y su circunstancia actual. Hay diferentes tipos de poderes en la naturaleza. Suponiendo que un objeto está en su estado de movimiento, su estado actual será estático o en movimiento. Su posición puede cambiarse asumiendo que se empuja o tira. El empuje o tirón externo aplicado sobre el objeto cambia su estado actual de movimiento y se conoce como Fuerza. Este poder puede ser de varios tipos.
tipos de fuerzas
La fuerza es una razón real que puede alterar significativamente la condición de movimiento de cualquier elemento o los aspectos. Varios tipos de Fuerzas se registran a continuación,
- Fuerzas de contacto: Las fuerzas de contacto son las fuerzas que ocurren cuando aplicamos algún trabajo a un objeto.
- Fuerzas sin contacto: Las fuerzas sin contacto son las fuerzas que ocurren sin contacto o conexión, aparte de una distancia.
- Fuerza de resorte: esta fuerza funciona de manera inversa al desalojo de los átomos. Como en primavera o bandas elásticas flexibles y así sucesivamente.
- Fuerza gravitacional: La fuerza gravitacional se define como la fuerza que actúa entre objetos debido a la presencia de materia. Por ejemplo, la gravedad de la Tierra actúa sobre los objetos y se da como,
F gravedad = m × g
Fuerza electromagnetica
Estas son las interacciones magnéticas y eléctricas entre átomos y moléculas que ayudan a unir y definir la estructura de un sólido. Por ejemplo, en un imán, los polos norte y sur se atraen, así mismo, existen fuerzas como la fuerza de tensión, la fuerza normal, la fuerza de resistencia del aire, la fuerza aplicada, la fuerza de resorte, etc.
Fuerza neta
La definición de fuerza neta es la cantidad de todas las fuerzas que siguen a un objeto en un plano solitario. La fuerza neta es importante porque representa el movimiento del objeto y se puede utilizar para determinar el aumento de la velocidad. La primera ley de movimiento de Newton tiene sentido que un objeto en movimiento permanecerá en movimiento y un objeto muy quieto permanecerá muy quieto excepto si es seguido por una fuerza neta desigual que actúa sobre él.
Magnitud de la fuerza neta
El tamaño de la fuerza neta es cuán enorme es la fuerza neta, que no es lo mismo que el curso de la fuerza neta. Es el valor matemático asignado a la fuerza, estimado en la unidad de Newton (N). El tamaño de la fuerza neta es significativo porque muestra cuánta fuerza está siguiendo un elemento y, por lo tanto, cuánto aumentará la velocidad que percibirá el elemento. Por ejemplo, una fuerza neta de 5N tendrá un impacto mucho menor en un objeto en comparación con una fuerza neta de 500N.
Fórmula de fuerza neta
La ecuación de fuerza neta agrega las fuerzas que siguen a un objeto. Posteriormente, la fuerza neta es como sigue,
F Neto = F 1 + F 2 + F 3 …+ F N
Dónde,
F 1 , F 2 , etc…F N son las fuerzas que actúan sobre el cuerpo.
Fuerza neta cuando un cuerpo está en reposo
Cuando el objeto está en reposo, la fórmula de la fuerza neta está dada por,
F Neto = F a + F g
Dónde,
F a = fuerza aplicada,
F g = fuerza gravitacional
Cuando se aplica una fuerza al objeto, no solo actúa la fuerza aplicada, hay muchas otras fuerzas como la fuerza gravitatoria, la fuerza de fricción y la fuerza normal que equilibra la fuerza opuesta. Por lo tanto, la fuerza neta se representa como,
F Neto = F a + F g + F f + F N
Dónde,
F a que es la fuerza aplicada,
F g que es la fuerza gravitatoria,
F f que es la fuerza de fricción,
F N que es una fuerza normal actuando.
Problemas de muestra
Problema 1: Considere un bloque que descansa sobre el piso. Si este bloque está equilibrado por 10 N de fuerza normal y 10 N de fuerza de gravedad, ¿cuál es el valor de la fuerza neta que actúa sobre este bloque?
Solución:
Datos dados:
Fuerza normal que actúa sobre un bloque, F N = 10 N
Fuerza de gravedad que actúa sobre un bloque, F g = -10 N (hacia abajo)
La fuerza neta que actúa sobre un bloque, F net =?
Usando la fórmula de la fuerza neta, (cuando un objeto está en reposo)
F neta = F N + F g
F neto = 10 – 10
F neta = 0 N
Por lo tanto, la fuerza neta que actúa sobre el bloque es 0 N.
Problema 2: Un objeto está sobre la mesa. Si se aplica una fuerza de 10 N a este libro, la fuerza de fricción de 8 N actúa sobre él en la dirección opuesta. Si este objeto está equilibrado por 25 N de fuerza normal y fuerza de gravedad, calcule el valor de la fuerza neta que actúa sobre él.
Solución:
Datos dados:
La fuerza aplicada que actúa sobre un objeto, F a = 10 N
Fuerza de fricción que actúa sobre un objeto, F f = -8 N (izquierda)
Fuerza normal que actúa sobre un objeto, F N = 25 N
Fuerza de gravedad que actúa sobre un objeto, F g = -25 N (hacia abajo)
La fuerza neta que actúa sobre un objeto, F net =?
Usando la fórmula de la fuerza neta, (cuando un objeto está en movimiento)
F neto = F un + F f + F norte + F g
F neto = 10 – 8 + 25 – 25
F neta = 2 N
Por lo tanto, la fuerza neta que actúa sobre el objeto es de 2 N.
Problema 3: Un vehículo está en reposo y se le aplica una fuerza de 100 N. Si la fuerza de fricción que actúa sobre él es de 50 N, calcule la fuerza neta.
Solución:
Datos dados:
Fuerza aplicada F a = 100 N
Fuerza de fricción F f = -50 N
La fórmula de la fuerza neta está dada por
F Neto = F a + F f
F Neto = 100 – 50
F Neto = 50 N
Por lo tanto, la fuerza neta es 50 N
Problema 4: Un autobús se atasca en la calle y 8 personas empujan este autobús en la dirección correcta. Las 8 personas están empujando el autobús con las siguientes fuerzas: 3N, 4N, 5N, 3N, 7N, 4N, 6N y 2N. Calcule la fuerza neta total aplicada sobre el autobús.
Solución:
Fuerza que actúa sobre la barra, F 1 = 3 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 2 = 4 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 3 = 5 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 4 = 3 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 5 = 7 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 6 = 4 N
Fuerza que actúa sobre la barra, F 7 = 6NFuerza que actúa sobre el bus, F 8 = 2N
Fuerza neta actuando, F net = ?
Usando la fórmula de la fuerza neta de N fuerzas que actúan sobre ,
F neta = F 1 + F 2 + F 3 + F 4 + F 5 + F 6 + F 7 + F 8
F neto = 3 + 4 + 5 + 3 + 7 + 4 + 6 + 2
F neta = 34 N
Por lo tanto, la fuerza neta que actúa sobre el automóvil es de 34 N.
Problema 5: Dos personas A y B tiran de la cuerda desde extremos opuestos. La persona A (de pie del lado derecho) tira de la cuerda con una fuerza de 35 N y la persona B (de pie del lado izquierdo) tira de la cuerda con una fuerza de 25 N. Calcula la fuerza neta que actúa sobre la cuerda.
Solución:
Datos dados:
Fuerza que actúa sobre la cuerda, F 1 = 35 N
Fuerza que actúa sobre la cuerda, F 2 = -25 N (izquierda)
La fuerza neta que actúa sobre la cuerda, F net = ?
Usando la fórmula de la fuerza neta de N fuerzas que actúan sobre,
F neto = F 1 + F 2
F neto = 35 – 25
F neta = 10 N
Por tanto, la fuerza neta que actúa sobre la cuerda es de 10 N.
Problema 6: Un objeto está en posición de reposo y se le aplica una fuerza de 90 N. ¿Cuál será la fuerza neta si la fuerza de fricción que actúa sobre él es de 65 N?
Solución:
Datos dados:
Fuerza aplicada F a = 90 N
Fuerza de fricción F f = -65 N
La fórmula de la fuerza neta está dada por,
F Neto = F a + F f
F Neto = 90 – 65
F Neto = 25 N
Por lo tanto, la fuerza neta es 25 N
Problema 7: Una mesa apoyada en el suelo. Si esta mesa está balanceada por 20 N de fuerza normal y 30 N de fuerza de gravedad, ¿cuál es el valor de la fuerza neta que actúa sobre esta mesa?
Solución:
Datos dados:
Fuerza normal actuando sobre una mesa, F N = 20 N
Fuerza de gravedad que actúa sobre una mesa, F g = -30 N (hacia abajo)
La fuerza neta que actúa sobre una mesa, F net = ?
Usando la fórmula de la fuerza neta, (cuando un objeto está en reposo)
F neta = F N + F g
F neta = 20 – 30
F neta = -10 N
Por lo tanto, la fuerza neta que actúa sobre el bloque es -10 N.