Cualquier objeto que es empujado o tirado por la fuerza como resultado de su contacto con otro objeto. Nada puede ser empujado, detenido o cambiado de dirección sin fuerza. Es la interacción cuantitativa de dos cuerpos físicos, o un elemento y su entorno. En la naturaleza, hay muchos tipos de fuerzas.
Estás sentado en tu habitación, leyendo esto. ¿Estás poniendo alguna fuerza sobre la mesa en este momento? Si ese es el caso, ¿qué tipo de fuerza estás usando? Tomando una botella, empújala sobre la mesa. ¿Acabas de usar la fuerza? ¿Qué tipo de presión usaste? La botella que se empuja sobre la mesa es un ejemplo de ‘Fuerzas aplicadas’. Echemos un vistazo más de cerca a los muchos tipos de fuerzas.
tipos de fuerzas
Hay principalmente dos tipos de fuerzas. Están:
- Fuerzas de contacto
- Fuerzas sin contacto
Fuerzas de contacto
El término «fuerza de contacto» se refiere a cualquier fuerza que requiera contacto con otro elemento. Las fuerzas de contacto son la base de todas las fuerzas mecánicas.
Las fuerzas de contacto se subdividen en las siguientes categorías:
(1) Fuerza Muscular
Los músculos trabajan juntos para crear una fuerza que se conoce como fuerza muscular. La fuerza muscular solo ocurre cuando entra en contacto con cualquier cosa. Usamos la fuerza muscular en nuestras actividades diarias, como respirar, digerir, levantar un balde y arrastrar o empujar un objeto. Nuestra tarea se facilita mediante el uso de la fuerza muscular.
(2) Fuerza de resorte
La fuerza del resorte es la fuerza ejercida por un resorte comprimido o estirado. Dependiendo de cómo esté conectado el resorte, la fuerza generada puede ser un empujón o un tirón.
(3) Fuerza de fricción
La fuerza de fricción actúa sobre un elemento cuando cambia su estado de movimiento. Es la fuerza opuesta que surge cuando un objeto se mueve o intenta mover una superficie. La fuerza de fricción proviene del contacto entre dos superficies y funciona como un punto de contacto entre dos superficies. La fuerza de fricción se utiliza para encender una cerilla o detener una bola en movimiento, por ejemplo.
La fricción tiene dos tipos: deslizamiento y fricción estática.
(4) Fuerza aplicada
Cuando empujas una mesa por la habitación, aplicas una fuerza que actúa cuando choca con otra cosa. Esto se conoce como «fuerza aplicada», que se refiere a una fuerza que se aplica a una persona u objeto.
Hay tres tipos de fuerza aplicada: empujar, jalar y arrastrar.
(5) Fuerza Normal
Incluso si un libro parece estar inmóvil cuando se coloca sobre una mesa, no lo es. Sobre el libro sigue actuando una fuerza opuesta, la de la gravedad, que lo empuja hacia el suelo. Esto se conoce como la ‘fuerza normal’.
(6) Fuerza de tensión
La fuerza ejercida por un cable o alambre completamente estirado unido a un objeto se conoce como tensión. Esto crea una «fuerza de tensión», que tira en ambas direcciones y aplica la misma presión.
(7) Fuerza de resistencia del aire
Cuando las cosas se mueven por el aire, están sujetas a fuerzas de resistencia del aire, que son fuerzas de fricción. Estas fuerzas son inherentemente resistentes.
Fuerzas sin contacto
Las fuerzas sin contacto son el tipo de fuerzas que se pueden aplicar sin hacer contacto con ningún objeto.
Se subdividen en las siguientes fuerzas:
(1) Fuerza gravitacional
La ley de la gravedad de Newton dice que «las fuerzas gravitatorias entre dos cuerpos son directamente iguales al producto de sus masas e inversamente proporcionales al cuadrado de la distancia entre ellos». Las cosas grandes, como los planetas y las estrellas, ejercen esta fuerza.
(2) Fuerza electrostática
Las fuerzas electrostáticas son el tipo de fuerzas que todos los cuerpos cargados eléctricamente en el cosmos ejercen sobre otras sustancias cargadas eléctricamente. Según la carga de los cuerpos, estas fuerzas pueden ser tanto de naturaleza atractiva como repulsiva.
(3) Fuerza Magnética
Las fuerzas magnéticas son los tipos de fuerzas ejercidas por un imán sobre objetos magnéticos. Existen en ausencia de cualquier interacción física entre dos cosas.
Fuerza equilibrada y desequilibrada
Una fuerza equilibrada se crea cuando dos fuerzas están en direcciones opuestas y tienen la misma magnitud. El equilibrio se define como fuerzas iguales y opuestas que operan sobre un elemento mientras no se mueve.
Cuando dos fuerzas que actúan sobre un cuerpo son de magnitud desigual, esto se conoce como una fuerza desequilibrada.
Ejemplos de problemas
Problema 1: ¿Cuál es la fuerza más débil de la naturaleza?
Solución:
La gravedad es la fuerza más débil ya que su constante de acoplamiento tiene un valor pequeño.
Problema 2: ¿Qué fuerza es la más fuerte?
Solución:
La fuerza más fuerte es la fuerza nuclear fuerte, que es 100 veces más fuerte que la fuerza electromagnética.
Problema 3: ¿Qué es la Línea de Acción de una Fuerza?
Solución:
La línea de acción de la fuerza es el camino a lo largo del cual una fuerza actúa sobre un elemento. El punto de aplicación de la fuerza es el lugar donde la fuerza actúa sobre un elemento. La fuerza de fricción es la fuerza que resiste el movimiento relativo entre las superficies de dos objetos en contacto y actúa a lo largo de las superficies.
Problema 4: Dé alguna evidencia para demostrar que debe haber una fuerza actuando sobre la Tierra y dirigida hacia el Sol.
Solución:
El sol gira alrededor de la Tierra. Este hecho nos obliga a considerar una fuerza que pueda generar la aceleración centrípeta necesaria para impulsar la rotación. La atracción gravitacional entre la tierra y el sol proporciona esta fuerza esencial.
Problema 5: ¿Es obligatorio que un objeto se mueva de lugar cuando le aplicamos fuerza?
Solución:
Según la primera ley del movimiento de Newton, el objeto tiende a estar en reposo hasta que una fuerza externa actúa sobre él. Sin embargo, la fuerza debe ser de naturaleza desequilibrada, por lo que no es obligatorio que un objeto se mueva cuando la fuerza actúa sobre él.