Fuerza de empuje y tracción

Una fuerza de empuje o fuerza de tracción es una fuerza sobre un objeto que surge de la interacción del objeto o del cuerpo con otro objeto. Un empuje o tirón solo existe como resultado de una interacción, como cuando un cuerpo, un objeto o un material es empujado o tirado, lo que se denomina fuerza . Una fuerza debida a la acción genera movimiento en un objeto. 

Una fuerza de empuje o de tracción también tiene dirección; lo que significa que es una cantidad vectorial si cambia la magnitud o la dirección, afecta directamente a cualquier tipo de fuerza. Si la dirección de la fuerza y ​​el objeto en movimiento son opuestos, la fuerza disminuye. Si un objeto está en movimiento, entonces un empujón o tirón externo puede cambiar el estado o la dirección de movimiento de ese objeto. El cambio en el estado de movimiento de un objeto o cuerpo generalmente se explica por su velocidad y dirección de movimiento.

Ahora, se puede ver en la imagen que se muestra arriba que la caja tiende a moverse debido a dos fuerzas: la fuerza de empuje que se aplica desde el lado izquierdo de la caja, mientras que la fuerza de tracción que actúa en la misma dirección pero se aplica en el lado derecho lado de la caja. Ambas fuerzas mueven la caja en el lado derecho incluso después de que sean de naturaleza diferente. En la fuerza de empuje, el objeto se aleja de la fuente de la fuerza, pero los escenarios son diferentes en la fuerza de tracción. En fuerza de tracción, el objeto se mueve hacia la fuente de la fuerza.

¿Qué es Empuje?

El empuje se puede definir como la fuerza que se encarga de que un objeto se mueva desde el estado de reposo. En la fuerza de empuje, el objeto se aleja de la fuente de la fuerza. 

En palabras simples, se puede decir que el objeto se aleja de la superficie de la fuerza aplicada. El tiempo necesario para mover el objeto depende de la fuerza de reacción ejercida por el objeto o el cuerpo. El empuje no solo lo aplicamos nosotros, sino que muchas máquinas usan las fuerzas de empuje para reparar la forma de los materiales a sus formas deseadas. 

Ejemplos de empujar

• Empujar el carrito cuando vamos a centros comerciales o mercados.
• Empuje del carro para moverlo de un lugar a otro.
• Empujar la cama de un lugar a otro en una habitación
• Empujando la puerta para abrirla.
• Presionando el interruptor para que se encienda.
• Empujando la masa para hacer pequeños rollos para hacer tortillas.

¿Qué es tirar?

El tirón se puede describir o representar como la fuerza que es responsable de que un objeto se mueva desde el estado de reposo pero en la dirección opuesta en comparación con el empuje. En fuerza de tracción, el objeto se mueve hacia la fuente de la fuerza.

En palabras simples, se puede decir que el objeto se aleja de la superficie de la fuerza aplicada. El tiempo necesario para mover el objeto depende de la fuerza de reacción ejercida por el objeto o el cuerpo. 

Ejemplos de tirar

• Tirando de las cortinas para dejarnos abrir los cristales de las ventanas.
• Arrastrando el cuadro a nuestra posición deseada.
• Apertura de la puerta para entrar.
• Tirando del hilo de la cometa para que vuele más alto.
• Tirando de una cuerda para hacerla alargada.
• Una balanza de resorte mide el peso de un objeto juzgando la fuerza de tracción por él.
• El juego de tira y afloja tiene dos equipos que aplican fuerzas de tracción entre sí. Cualquier equipo que ejerza una mayor fuerza de tracción a la cuerda con una mayor fuerza gana.

Fuerza

La fuerza se puede definir como empujar o tirar de un objeto o cuerpo. Para cualquier fuerza aplicada hay un cambio en el movimiento del cuerpo, estado del mismo, su forma, tamaño, etc. de un objeto. La fuerza tiene tanto magnitud como dirección, ya que es una cantidad vectorial que tiene ambas. Se puede medir muy fácilmente usando una balanza de resorte colocando el objeto o material en el extremo del gancho.

El estado de “posición estacionaria” o “reposo” de un objeto se considera velocidad cero, como:

1. Un objeto o un cuerpo estacionario no puede moverse por sí mismo.
2. Un objeto o un bloque estacionario no puede cambiar su velocidad por sí mismo.
3. Un objeto o un cuerpo estacionario no puede cambiar su dirección por sí mismo.
4. Un objeto o un cuerpo en reposo no puede cambiar por sí mismo.

Por lo tanto, se puede interpretar que una fuerza de empuje o tracción puede realizar las siguientes acciones por sí misma:

• Una fuerza de empuje o tracción puede hacer que un objeto se mueva desde el reposo.
• Una fuerza de empuje o tracción puede cambiar la velocidad de un objeto en movimiento.
• Una fuerza de empuje o tracción puede cambiar la dirección de un objeto en movimiento.
• Una fuerza de empuje o tracción sobre un objeto o cuerpo puede cambiar la forma de un objeto.

Básicamente, las fuerzas son de dos tipos:

1. Fuerzas de contacto
2. Fuerzas sin contacto 

Fuerzas de contacto

Una fuerza de contacto es cualquier fuerza que requiere contacto con la superficie. Las fuerzas de contacto son ubicuas y son responsables de casi todas las interacciones visibles entre materias macroscópicas. Algunos ejemplos cotidianos en los que actúan fuerzas de contacto son empujar un automóvil cuesta arriba o patear una pelota a través de una habitación.

La fuerza de contacto generalmente se subdivide en dos: fuerza de fricción y fuerza muscular:

       1. Fuerza de fricción: 

Es una fuerza de tracción opuesta o hacia atrás que se opone al movimiento de un cuerpo sobre la superficie de otro cuerpo. Es muy necesario para el movimiento de cualquier objeto sobre otro objeto o cuerpo. La fricción es una fuerza entre dos superficies que se deslizan una sobre la otra, en contacto o tratando de deslizarse, una a través de la otra. La fricción siempre reduce la velocidad de un objeto en movimiento. 

p.ej:

• Caminando, somos capaces de caminar porque hay fricción, y caminamos a cierta velocidad baja debido a la fuerza opuesta proporcionada por la fricción.
• Cuando movemos un almirah pesado de una habitación a otra, es muy difícil moverlo debido a la fuerza de fricción opuesta que se genera durante el movimiento.
• Cuando nos frotamos las manos podemos sentir el calor debido al roce entre las superficies rugosas.

       2. Fuerza Muscular: 

La fuerza que ejercen los músculos de nuestro cuerpo se llama fuerza muscular . Todas nuestras actividades corporales diarias como levantar cosas, caminar sobre la superficie, correr por el suelo, agacharse para tomar cosas, etc. se deben a la fuerza muscular. Se menciona como fuerza de contacto porque la fuerza muscular solo puede ser o ejercerse en contacto físico como caminar, correr, saltar, etc. 

p.ej:

• Paseando algo de un lugar a otro.
• Levantar algo o mantenerlo abajo.
• Levantarse de un asiento o una silla
• Cruzar una pierna, pasar de una posición a otra, etc.

Fuerzas sin contacto

Una fuerza sin contacto se describe como un tipo de fuerza que actúa sobre un objeto o cuerpo sin entrar físicamente en contacto con él. La fuerza sin contacto más familiar que observamos es la gravedad, que confiere peso. Las fuerzas que surgen o se generan sin el contacto de dos o más objetos se denominan fuerzas sin contacto . 

Existen principalmente tres tipos de fuerzas sin contacto, que son: fuerzas magnéticas, fuerza electrostática y fuerza gravitatoria.

       1. Fuerza magnética: 

La fuerza magnética describe la fuerza de atracción o las fuerzas de repulsión que generan o surgen entre las partículas cargadas eléctricamente debido a su movimiento. Nos habla de la fuerza responsable de la acción de los motores eléctricos y la atracción de los imanes por las piezas de hierro. En palabras muy simples, dos objetos o materiales que tienen carga con la misma dirección de movimiento tienen una fuerza de atracción magnética entre ellos, mientras que existe algún tipo de carga opuesta y luego se repelen entre sí.

p.ej:

• La atracción entre las piezas magnéticas cuando se acercan entre sí.
• Los electroimanes utilizados en las máquinas.
• Los imanes de trabajo en algunas máquinas funcionan solo en función de las fuerzas magnéticas de un solo interruptor.

       2. Fuerza electrostática: 

La fuerza electrostática se refiere a las fuerzas de atracción o repulsión entre dos partículas diminutas cargadas. Existe en las partículas que están en reposo o partículas estacionarias cargadas. A menudo se la denomina fuerza de Coulomb. En palabras simples, es la fuerza que existe entre partículas cargadas eléctricamente u objetos en reposo.

p.ej:

• Los globos se atraen entre sí, cada vez que uno de ellos se frota entre nuestros cabellos.
• Cuando corremos un pequeño o diminuto trozo de papel con el aceite en nuestra cabeza con la ayuda de un peine se produce fuerza electrostática.
• Cuando planchas tu tela de seda o de algodón y la mantienes frente a ti, simplemente se pegan a tu cuerpo.
• El fenómeno del rayo es también un ejemplo común de fuerza electrostática.

       2. Fuerza gravitatoria: 

Todos los cuerpos tienen algún peso o, en otras palabras, una fuerza de gravedad hacia abajo que es proporcional a su masa que surge debido a la masa de la Tierra. La gravedad es la aceleración de la Tierra sobre el objeto en caída libre. Se ejerce en cada objeto que cae, pequeño o grande, grueso o delgado, cualquiera que sea. Esta fuerza universal actúa sobre cada cosa en la Tierra.

p.ej:

• Cada vez que lanzamos una pelota de goma, esta cae al suelo debido a la fuerza de la gravedad.
• El agua del grifo siempre fluye hacia abajo debido a esta fuerza.
• Cuando lanzamos un volante, desciende debido a la gravedad.

Problemas de muestra 

Problema 1: ¿Qué son las fuerzas de tracción y empuje de las siguientes acciones?

Alejando un libro de ti, abriendo una puerta hacia ti, sacando un balde de agua de un pozo, un jugador de fútbol lanzando un penal, una pelota de críquet golpeada por un bateador, abriendo un cajón.

Solución:

Las fuerzas de tracción son:

• Abriendo una puerta hacia ti mismo,
• abriendo un cajón
• Sacar un balde de agua de un pozo

Las fuerzas de empuje son:

• Mover un libro lejos de ti
• Un jugador de fútbol tirando un penalti
• Una pelota de cricket golpeada por un bateador

Problema 2: ¿Cómo la fuerza magnética es una fuerza sin contacto?

Solución:

La fuerza causada por los imanes se denomina fuerza magnética o magnética sin contacto. Esta fuerza se aplica incluso cuando los imanes y los metales no están en contacto, por lo que se puede establecer como una fuerza sin contacto.

Problema 3: ¿Por qué nuestros zapatos se desgastan después de un tiempo?

Solución:

Cuando caminamos, nuestros zapatos enfrentan una fuerza de fricción, que es una fuerza de tracción hacia atrás que conduce al desgaste de nuestros zapatos.

Problema 4: Dos niñas intentan empujar un bloque que está cerca de ellas. El bloque cuando la primera niña aplica fuerza de empuje no se mueve, pero se desplazó de su posición cuando la otra niña aplicó fuerza de empuje. ¿Por qué las fuerzas de empuje similares aplicadas tienden a mover el objeto o bloque en el primer caso pero no en el segundo?

Solución:

El movimiento de un cuerpo en reposo depende de la magnitud de la fuerza externa aplicada. Si supera la fuerza de reacción ejercida por el bloque u objeto, tienden a moverlo. La fuerza de empuje aplicada por la niña en el primer caso no puede superar la fuerza de reacción ejercida por el bloque, por lo que el bloque no se mueve, mientras que en el segundo caso, la fuerza de empuje aplicada por la segunda niña habría superado las fuerzas de reacción del bloque. y así se movió.

Problema 5: Un niño en un centro comercial está muy confundido acerca de si debe jalar el carrito o empujarlo para pasar al mostrador de efectivo. Sugiera al niño qué fuerza debe usar para su trabajo.

Solución:

Como si le resultara más fácil tirar de un carro que empujarlo. Así que debe tirar del carrito al mostrador de efectivo. La razón detrás de esto es que las fuerzas de tracción pueden superar la fuerza de reacción ejercida por el carro más fácilmente que la fuerza de empuje.