Mecanica, fuerza y energia

I.E.S. CASTILLO DE COTE

MONTELLANO

INTRODUCCIÓN:

M E C A N I C A. F U E R Z A Y E N E R G Í A.

1.-

DEFINICIÓN DE FUERZA.

En la naturaleza los cuerpos ejercen interacciones entre sí. Estas interacciones se distinguen por los efectos que pueden producir, ya que pueden cambiar la forma de los cuerpos, o también pueden mover o parar esos cuerpos. Para medir la magnitud de estasinteracciones se utiliza el término fuerza que se definiría como: “Fuerza es la interacción entre dos cuerpos, que puede causar cambios de forma (deformaciones) o cambios en su estado de movimiento (aceleraciones)” Según la forma de actuar nos podemos encontrar dos tipos de fuerzas: − Fuerzas o interacciones por contacto. − Fuerzas o interacciones a distancia. Recordemos que en el SistemaInternacional de Unidades, la fuerza se mide en Newton, N (y que equivale a 1 N = 1 kg m s–2). También debemos recordar que la fuerza es una magnitud  vectorial, F , y por tanto tendrá que venir definida por un módulo o intensidad, un punto de aplicación, una dirección y un sentido. Para representar fuerzas se utilizan vectores y para sumar dos o más fuerzas se aplica la suma vectorial (no se debe sumar losmódulos).

Los fundamentos de la mecánica, es decir, las leyes que rigen el comportamiento de las fuerzas, fueron enunciadas por Isaac Newton en 1687, y actualmente forma las denominadas tres leyes de Newton (principios de la Dinámica). 1ª Ley de Newton: principio de inercia. Fue deducida por primera vez por Galileo al estudiar el movimiento de los cuerpos en los planos inclinados, pero seincluye dentro de las leyes de Newton por motivos históricos El enunciado del principio de inercia sería: "Todo cuerpo mantiene su estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme (mantiene la velocidad constante) a menos que exista una interacción con otro cuerpo (fuerza) que modifique su movimiento." También se puede definir de la siguiente forma:

FUERZA Y ENERGÍA

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“Si la fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es nula, el cuerpo se mantendrá en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme” A esta tendencia que tienen los cuerpos se mantener el movimiento es lo que se denomina inercia, y se puede encontrar muchos casos en la vida cotidiana. 2º Ley de Newton: principio fundamental de la dinámica. Ya hemos mencionado que una fuerza produceun cambio en la velocidad, es decir, una aceleración del objeto. Por tanto debe de existir una relación entre el valor de la fuerza aplicada y la aceleración producida. Esta relación viene definida por la segunda ley de Newton: "La fuerza neta que actúa sobre una partícula produce en ésta una modificación de la velocidad (aceleración) en la misma dirección y sentido que la fuerza y de móduloproporcional a la fuerza".   FT = m ⋅ a La constante de proporcionalidad m, sólo depende del cuerpo y es lo que se denomina masa inercial. Se comprueba fácilmente que la 1º ley de Newton es un caso particular del principio fundamental, si recordamos que una velocidad constante significa que la aceleración es nula. Cuando sobre una partícula la fuerza neta que actúa es nula se dice que esa partículaestá en equilibrio. Hay que tener cuidado de no confundir el término reposo con equilibrio, ya que podemos encontrar dos tipos de equilibrio: − Equilibrio estático: cuando el cuerpo se encuentra en reposo. − Equilibrio dinámico: cuando el cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo uniforme. 3º Ley de Newton: principio de acción - reacción. Cuando hemos definido el concepto de fuerza lo hemosconsiderado como una interacción de dos cuerpos. Esto quiere decir que los dos cuerpos actúan o se hacen fuerza entre sí a la vez, según se define en el tercer principio de Newton: "Si un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B (acción), el cuerpo B realiza sobre A otra fuerza de igual módulo y dirección, y de sentido opuesto (reacción)."   FAB = − FBA a) b) c) d) Hay que tener claro las...