UM Facultad de Ingeniería Prof. Marcela María Calderon, Prof.

Mariela Mendoza 1

GLOSARIO CONCEPTUAL

Fuerzas Las fuerzas se reconocen por sus efectos sobre los cuerpos, que
fundamentalmente son:

 Cambio en su velocidad (aceleración)

 Cambio de forma (deformación)
Ejemplos de cambio de velocidad: Ejemplos donde la fuerza produce deformación

 Al patear la pelota  Cuando se pisa la pelota

 Cuando la pelota está en el aire.  Cuando se estira un resorte
 Cuando el arquero lo atrapa  Cuando se estira un elástico

Se dice que la fuerza es una magnitud vectorial porque para

especificarla completamente deben indicarse, además de su
intensidad, su dirección y su sentido.

Algunas de las unidades más usadas para indicar su módulo son:

N: Newton (unidad del sistema internacional); kgf: kilogramo

fuerza (sistema técnico español); dina: dina (c.g.s.)

La fuerza es, en todos los casos, una interacción que se ejerce entre dos cuerpos o entre
partes de un mismo cuerpo.

Por lo tanto, cada interacción lleva asociada una pareja de fuerzas, que no se anulan entre sí
porque actúan cada una en un cuerpo distinto.

Interacciones
B
Puede comprobarse experimentalmente que para que una fuerza
actúe sobre un cuerpo es necesaria la existencia de otro que se la
proporcione y que este al recibirla produzca sobre el primero una A

igual pero de sentido contrario. Así lo establece el tercer

principio o ley de Newton:

Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, simultáneamente B ejerce sobre

A otra fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario a la ejercida por A
en el cuerpo B.
Las interacciones pueden ser a distancia o por contacto, pero las fuerzas solo actúan mientras
exista la interacción que las origina.
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Estas interacciones originan fuerzas que se dan de a pares y cada una actúa sobre cuerpos
diferentes. Sobre cada objeto se ejerce una sola fuerza, por lo que NO se cancelan entre
sí. El efecto que producirá en cada cuerpo dependerá de las características de dicho cuerpo.

Las interacciones a distancia las producen, por ejemplo:

 Imanes que generan fuerzas magnéticas.
 Cargas que generan fuerzas eléctricas
 Masas que generan fuerzas gravitatorias.

Ejemplos de fuerzas originadas por interacciones por contacto.

Normal: Si un cuerpo está apoyado sobre una mesa, aparece sobre el cuerpo una fuerza que
provoca la mesa sobre él y lo sostiene. Este tipo de fuerzas que aparecen como una reacción sobre
cuerpos apoyados se denomina fuerza normal (N), su dirección es perpendicular a la superficie de
apoyo y su sentido saliente de la misma.

Rozamiento por deslizamiento: Si empujamos un cuerpo para que se desplace sobre una superficie,
ésta origina sobre el cuerpo una fuerza que se opone a dicho desplazamiento, esta fuerza se
denomina fricción o rozamiento y se la suele designar con fr.

Las fuerzas de rozamiento son fuerzas de contacto que están presentes en todo movimiento o
cuando se intenta mover un cuerpo.
Aunque las superficies en contacto estén muy pulidas, son rugosas y esas irregularidades dan
origen a las fuerzas de rozamiento.
Tensión Rozamiento
La fuerza de rozamiento entre dos
superficies se representa con un vector
que tiene la dirección paralela a la
superficie y el sentido es tal que se
opone al desplazamiento relativo de los
cuerpos que están en contacto. Normal Empuje
Tensión: Cuando un objeto cuelga
mediante una cuerda inextensible,
aparece una fuerza que evita la caída del
mismo, a esta fuerza se la denomina
tensión de la cuerda y se la designa con
la letra T, tiene la dirección de cuerda y su sentido es hacia el punto de suspensión.

Empuje: El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma: «Un cuerpo total o
parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje vertical y hacia arriba
numéricamente igual al peso de la masa del volumen del fluido que desaloja».
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Fuerza elástica: Cuando un cuerpo es deformado, un colchón, un arco, un resorte, una pelota,
aparece una fuerza recuperadora elástica Fe que hace que el cuerpo recupere su forma una vez
cesada la fuerza externa que provocó la deformación.

Fuerza Peso: En principio, llamamos peso a la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre todos
los cuerpos que están sobre su superficie o próximos a ella, por ejemplo, una casa, un árbol, un
avión, una manzana, un auto; en estos casos la fuerza de atracción es a distancia y de origen
gravitacional.

En la interacción gravitatoria como en toda interacción, las fuerzas aparecen de a pares. Esto
quiere decir que si el peso de un cuerpo es una fuerza ejercida por la Tierra, sobre ella actúa la
otra fuerza del par, aunque su efecto no sea observable.

La fuerza de atracción gravitatoria es una fuerza de interacción a distancia: los cuerpos no

necesariamente deben estar en contacto para recibir su efecto y dicho efecto disminuye con el
aumento de la distancia entre los cuerpos que se atraen. Si un andinista va subiendo una montaña,
su peso varía levemente, porque varía la distancia que lo separa del centro de la Tierra; para
apreciar esta variación son necesarios instrumentos muy precisos.

La Tierra interactúa con los globos aerostáticos, con los satélites, con los cometas, con el Sol, etc.

La región del espacio estelar que rodea la Tierra donde sean observables los efectos de las
interacciones gravitatorias, recibe el nombre de campo gravitatorio.

Cuando soltamos una manzana, ésta cae porque la Tierra la atrae. Un auto al salirse del camino que
bordea un precipicio, también cae por la acción de la fuerza peso, aunque sigue avanzando
horizontalmente, debido a la velocidad inicial que tenía cuando comenzó a caer. La fuerza peso es
la causa del cambio de dirección en la trayectoria de la Luna, haciendo que ésta orbite alrededor
de la Tierra, siempre “cayendo” sin acercarse a la superficie.

Todos los planetas, las estrellas y los llamados satélites naturales, como la Luna, ejercen este tipo
de fuerzas de atracción gravitatoria. La única diferencia está en el módulo (intensidad) que son
capaces de ejercer. Por ejemplo, si se pesa un cuerpo en la Luna, su peso será 6 veces menor que
en la Tierra, y en el planeta Júpiter 2,3 veces mayor.

Masa e inercia de los cuerpos

La masa, dice la Física, es la medida de la resistencia del cuerpo a cambiar su estado de reposo o
de movimiento. Es decir, es una medida de la inercia que posee el cuerpo de tal manera que cuanto
mayor masa posea mayor es su inercia. La inercia es una propiedad del cuerpo que no varía,
cualquiera sea el lugar del espacio en el que se encuentre el cuerpo.
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La inercia es una propiedad de los cuerpos de oponerse a los cambios en su velocidad, propiedad
que se mide a través de la magnitud “masa”, la cual aumenta con el aumento de la cantidad de
sustancia del cuerpo, pero su valor también depende de la velocidad, efecto observable solo a
grandes valores de velocidad.

Relación entre la masa y el peso:

En un determinado lugar se puede calcular el peso de un cuerpo si se conoce, además de su masa

“m”, la aceleración de la gravedad “g” en dicho lugar: P = m.g
Muchas personas confunden la masa con el volumen. Piensan que un objeto de gran masa debe
tener un gran volumen. No es lo mismo la cantidad de kilogramos que tiene un cuerpo que el espacio
que ocupa, o acaso ¿un kilogramo de plomo ocupa el mismo volumen que un kilogramo de plumas?

También se suele confundir la masa con el peso, ya que, si algo tiene mucha materia, tiene también
mucho peso. Esto se debe a que estamos acostumbrados a medir la cantidad de materia a través
de la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre él. La masa y el peso no son lo
mismo, pero son directamente proporcionales. Los cuerpos que tienen mucha masa tienen también
mucho peso, y los de masa pequeña son livianos.

Nótese que la DIRECCIÓN del peso coincide con la de la VERTICAL DEL LUGAR.

En el lenguaje cotidiano, es frecuente usar la unidad “kilogramo” (kg) como unidad de PESO, pero,
en realidad, ésta es una unidad de MASA.

Los materiales, según su comportamiento frente a la acción de las fuerzas, se pueden clasificar
como:

• Rígidos. No modifican su forma cuando actúa sobre ellos una fuerza.

• Elásticos. Los que recuperan su forma original cuando deja de actuar la fuerza.

• Plásticos. Los que no recuperan su forma original cuando deja de actuar la fuerza que los deforma
y quedan deformados permanentemente. Ej. Plastilina.

Cambios en la velocidad: aceleración. Segunda ley de Newton

Las fuerzas que aplicamos sobre los objetos son las causas de sus cambios en sus movimientos.
La mayor parte de los movimientos que vemos sufren cambios, adquieren más velocidad o la
pierden, o bien, describen curvas al moverse. Todo esto implica cambios en su velocidad, es
decir, aceleraciones. La aceleración es una magnitud que mide la variación de la velocidad
respecto del tiempo.
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Una fuerza provoca una aceleración, generalmente no aplicamos una sola fuerza sobre un
cuerpo, pueden existir diferentes fuerzas que actúan sobre él. La combinación de todas las
fuerzas que se ejercen sobre un objeto se conoce como fuerza total, neta o resultante. El
valor de esta es la causa de la
aceleración de un objeto.

Pero se sabe que la masa se resiste a la

aceleración (cambio de velocidad).

Un ejemplo semejante, aunque no tan

exagerado, es un rifle que dispara.
Cuando disparamos, hay una interacción
entre el rifle y la bala: la fuerza que el
rifle ejerce sobre la bala tiene la misma
intensidad, la misma dirección y sentido
opuesto a la fuerza que la bala ejerce
sobre el rifle y éste retrocede.

A primera impresión parecer que el rifle

debería retroceder más, o podrías preguntarte
por qué la bala adquiere mucha más velocidad que
el rifle. Según la segunda ley de Newton también
hemos de tomar en cuenta las masas.

Si nombramos con F tanto la acción como la reacción y con m a la masa de la bala y m a la masa del
rifle, las aceleraciones del rifle y de la bala son:

Bala: a=F/ m Rifle: a =F/ m

La misma fuerza sobre una masa pequeña produce una aceleración grande, pero sobre una masa
grande (rifle) produce una aceleración pequeña.

Por lo tanto, la segunda ley de Newton dice:

La aceleración que adquiere un cuerpo por efecto de una fuerza resultante, es

directamente proporcional a esta e inversamente proporcional a su masa.


resul tan te  R
aceleración  ; a
masa m