Fuerza
Una fuerza es una interacción entre objetos: un empuje o un tirón. Tiene la capacidad de hacer que un objeto se acelere, se desacelere, cambie de dirección o cambie de forma.[1] La fuerza se mide convencionalmente en unidades de newtons (N) o libras (lbs).
Ejercer una fuerza a lo largo de una distancia representa una transferencia específica de energía, también conocida como trabajo:
Donde [math]\displaystyle{ W }[/math] es el trabajo, [math]\displaystyle{ \vec{F} }[/math] es la fuerza, [math]\displaystyle{ \vec{d} }[/math] es la cantidad de distancia sobre la que actúa la fuerza y [math]\displaystyle{ \theta }[/math] es el ángulo entre ambos.[2]
Los campos (eléctrico, magnético y gravitatorio) son regiones espaciales que ejercen fuerzas sobre los objetos.[3] La posición de los objetos dentro de estos campos determina la energía potencial de un objeto. Cuando un objeto es empujado en sentido contrario a un campo (un cohete que vuela hacia arriba, en contra de la gravedad), el objeto gana energía potencial. Un objeto que se mueve con un campo pierde energía potencial y gana energía cinética (o energía térmica). Cuando las fuerzas se mueven entre la energía potencial y la cinética, el sistema está conservando energía mecánica. Por ejemplo, si se hace rodar una pelota por una colina, la pelota comienza con energía potencial y, a medida que rueda hacia abajo, intercambia su energía potencial con energía cinética. Si se aumenta la energía térmica, sigue habiendo conservación de la energía, pero es más complicado.
En general, las fuerzas son fuerzas fundamentales o fuerzas cotidianas.[4]
Simulación de PhET sobre las fuerzas
La Universidad de Colorado nos ha permitido amablemente utilizar la siguiente simulación de PhET. Esta simulación demuestra cómo las fuerzas afectan al movimiento (también conocido como impulso o momento) y a la aceleración.
Ver lecturas adicionales
Para más información, consulte las páginas relacionadas a continuación:
- Aceleración
- Energía cinética
- Energía potencial
- Energía mecánica
- Impulso
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Referencias
- ↑ R. Chabay and B. Sherwood, "The Momentum Principle," in Matter & Interactions, 3rd ed., Hoboken, NJ: Wiley, 2011, ch.2, sec.2, pp. 50
- ↑ Si la fuerza es cambiante a lo largo de la distancia, se requiere el cálculo y [math]\displaystyle{ W=\int{\vec{F}\cdot d\vec{x}} }[/math]
- ↑ R. D. Knight, "The concept of a field" in Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 2nd ed. San Francisco, U.S.A.: Pearson Addison-Wesley, 2008, pp. 806
- ↑ Hyperphysics, Fundamental Forces [Online], Available: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/forces/funfor.html