Fuerza y presión
Fuerzas (y fenómenos relacionados)
Puede que esta sea la sección más aburrida de toda la página, pero no importa, esta sección no es para entretener a todos los que estén por aquí, esta vez quiero tratar de ayudar a los estudiantes de mi propio colegio con un resumen de toda la materia que tenga que ver con física. Sin aburrirnos más a todos, creo que vamos a empezar.
¿Qué es una fuerza?
Una fuerza es la acción de un cuerpo sobre otro diferente, es decir, es la interacción de 2 o más cuerpos. Una fuerza es una magnitud que puede relacionarse con muchísimas otras, es bastante popular por así decirlo. Y como para no serlo, pues uno de los más grandes científicos de toda la historia las descubrió y describió matemáticamente. Si no lo adivinaste te lo cuento, Isaac Newton estudio durante algunos años las fuerzas y creo algunas leyes que relacionan las fuerzas con otras magnitudes, y que además explican cómo se comporta una fuerza, pero dejaremos esto para después, pero por ahora solo tenemos que saber que las fuerzas se miden con un dinamómetro y se expresan en Newton. En resumen, una fuerza es una acción que ejerce un cuerpo sobre otro y que podemos medir en Newton.
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Para representar fuerzas se usan vectores. El vector representa la dirección, el sentido y la intensidad de la fuerza. La intensidad es como la pregunta ¿Qué tan fuerte es la fuerza?, si lo cuantiamos y lo llevamos a números, que tan grande es ese número. La dirección es el palito de la flecha, el camino que esta sigue. Hay una dirección por vector. Por ultimo está el sentido, que es hacia donde mira la flecha, hay siempre 2 posibles direcciones por cada vector, derecha e izquierda, arriba y abajo, positivo y negativo, etc. Si no lo entiendes, aquí abajo esta un dibujo para que te orientes.
En la imagen podemos ver que dice modulo y punto de aplicación, bueno, el modulo es lo mismo que la intensidad y el punto de aplicación es en donde se aplica la fuerza.
Sabemos que es una fuerza, como medirla y como representarla, pero siempre hay algo mas y en este caso hay muchas cosas más que aún no sabemos, por ejemplo, ¿que causa la fuerza en los cuerpos sobre la que se ejercen? o ¿qué tipo de fuerzas existen?, y vamos a responder estas preguntas, así que si tenías otra podrías dejarla en la parte de comunidad de la página, pero si no tienes otras dudas deberías seguir leyendo. Una fuerza puede hacer que los cuerpos cambien alguna característica de su movimiento o se deformen, por ejemplo si lanzas una pelota de goma vas a cambiar su movimiento, acelerándola, y aparte se puede deformar si choca contra algún muro.
Ya conocemos muchas cosas de las fuerzas, pero como todo en la vida y por desgracia, hay que ordenarlas, clasificarlas de alguna manera. Una de las clasificaciones más comunes es si las ordenamos por fuerzas de contacto directo o por acción a distancia. Las fuerzas a distancia en realidad dependen de un campo, un concepto un poco complicado de explicar pero que, a simple vista la podemos ver cómo usar la fuerza de “star wars”. Dentro de las fuerzas con acción a distancia están la fuerza electromagnética y la gravedad. Por otro lado están las fuerzas por contacto que no son tan interesantes. Estas fuerzas necesitan de contacto físico entre los cuerpos. Algunas de las fuerzas por contacto son el roce dinámico, en donde un cuerpo se mueve y por el rozamiento va perdiendo velocidad, el roce estático, en donde los cuerpos están quietos pero hay fuerza, la tensión, que es la fuerza que ejercen las cuerdas y la fuerza elástica, la fuerza que ejercen los cuerpos al deformarse. Estas no son las únicas fuerzas que existen, por ejemplo existe el peso, que es la fuerza con la que una masa atrae a otra masa y la normal, una fuerza que se proyecta de manera perpendicular a la superficie del cuerpo y que tiene la misma intensidad que el peso, pero no necesariamente la misma dirección.
En un cuerpo pueden actuar muchas fuerzas a la vez, y cuando eso pasa tendríamos que calcular la fuerza neta, que es la suma de todas las fuerzas que van con la misma dirección. Para esto podemos usar un plano cartesiano.
Todos los cuerpos siguen las mismas leyes cuando se tienen que mover o son afectados por fuerzas, estas leyes son las leyes de Newton. La primera ley nos dice que un cuerpo va a querer conservar su estado de movimiento, y este lo va a hacer hasta que una fuerza actué sobre él. Esto se llama inercia y la podemos experimentar y comprobar en un auto. Si el auto acelera, tú te vas hacia atrás, ya que tu cuerpo quiere mantener su estado de movimiento, en cambio si el auto desacelera tu cuerpo se va hacia delante, y esto por absolutamente lo mismo, la inercia. La segunda ley de newton nos cuenta de manera matemática que tenemos que hacer para acelerar un cuerpo. F/M=a o F=M*a nos cuenta que si aumenta la intensidad de la fuerza que se ejerce va a aumentar la aceleración o velocidad, en cambio si aumenta la masa va a disminuir la aceleración o velocidad. Esto lo explicamos un poco mejor cuando hablamos de la masa. La tercera y última ley nos dice que toda acción tiene una reacción, es decir que si tu usas una fuerza contra un muro es lo mismo que decir que el muro emplea una fuerza contra ti, pero con sentido contrario. Esto lo puedes experimentar con 2 pelotas, ya que si empujas una hacia la otra, van a terminar saliendo con sentido contrario.
Ya hablamos de la aceleración y algunos fenómenos relacionados al hablar de las leyes de newton, pero nos falta el último detalle, la deformación de los cuerpos. Esta puede ser temporal o permanente dependiendo de las características propias del cuerpo que recibe la fuerza. La deformación va a depender de la dureza del cuerpo, de la fuerza que se va a ejercer y del área donde se va a ejercer, es decir, de la presión que se ejerce. La presión se entiende matemáticamente como la fuerza que se ejerce en área determinada (P=F/A). La presión se representa es pascales y la podemos medir con un manómetro. Bueno, la presión cambia ligeramente su comportamiento en fluidos como el agua o el aire, es decir líquidos y gases. La presión va a depender de la profundidad de donde queramos medir la presión. Esto se debe a que el propio peso del fluido es una fuerza, y si hay más partículas para arriba entonces va a haber más masa, si hay más masa hay más peso y el peso es una fuerza, por lo que hay más presión.
Ahora, la nueva mejor manera de aprender, memes robados, disfrútalos (pero solo en un computador).
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Te invito a responder una pequeña prueba, pues ahora que ya leíste todo sobre la fuerza, la presión, las leyes de newton, entre otras cosas, ¿no deberías tener problemas con la prueba cierto?