Definicin de fuerza:En fsica, la fuerza es una magnitud fsica que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partculas o sistemas de partculas (en lenguaje de la fsica de partculas se habla de interaccin). Segn una definicin clsica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energa. En el Sistema Internacional de Unidades, la fuerza se mide en newtons (N).

Caractersticas vectoriales. Los vectores se representan por medio de flechas. El sentido del vector est dado por medio del indicador de la flecha o punta de flecha; la magnitud del vector est dado por eltamaodel vector y la direccin por la inclinacin que tenga la flecha. Generalmente el marco de referencia utilizado es elplano cartesiano, con el eje x positivo dirigido hacia la derecha y el eje y positivo dirigido hacia arriba.Ejemplo.Considere los vectores D1 (verde) y D2 (azul) representados en la figura. El vector D2 tiene mayor magnitud que el vector D1 (observe el tamao). Segn el marco de referencia propuesto, ambos tienen sentidos opuestos y la direccin para D1 es 60 y para D2 es de 80 desde el eje negativo y (es decir, 190).

Generalmente los vectores se representan con una letra (comunmente la letra inicial de la propiedad que denota la cantidad) y encima de esa letra una flecha hacia la derecha. Por ejemplo:Vector velocidad:La magnitud de un vector se representa por medio de barras verticales:Magnitud del vector velocidad.La direccin del vector est dada por un ngulo con respecto al marco de referencia. Generalmente, ste ngulo se mide a partir del eje x positivo.El sentido del vector est dado porel signoque lo antepone. Por ejemplo, si el vectorest dirigido hacia el norte, entonces el vector -est dirigido hacia el sur.Las operaciones con vectores suelen ser ms complejas debido a la introduccin de las nuevas propiedades (direccin y sentido). En las siguientes lecciones, se muestran algunos mtodos para poder realizar sumas y restas de vectores.Unidad de medida de la Fuerza.Definir la fuerza a partir de la masa y la aceleracin, magnitudes en las que intervienen masa, longitud y tiempo, hace que sea una magnitud derivada. Este hecho atiende a las evidencias que posee la fsica actual, expresada en el concepto de Fuerzas Fundamentales, y se ve reflejado en el Sistema Internacional de Unidades.

Sistema Internacional de Unidades (SI)NewtonSistema Tcnico de UnidadesKilogramo fuerza o Kilopondio (Kgf)Gramo fuerza (gf)Sistema Cegesimal de UnidadesDinaSistema Anglosajn de UnidadesPoundalKIPLibra fuerza (lbf)unidades de fuerza: newton (N)Tipos de fuerzasAquella magnitud vectorial mediante la que se puede poner en movimiento un cuerpo, deformarlo o modificar su velocidad se la conoce bajo en nombrefuerza. Esta es capaz de transformar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo y se la mide ennewtons(N).Existen distintos tipos de fuerzas, algunos de ellos son:Fuerza elstica:es la que logran ejercer los resortes que, fuera de su posicin normal, es decir, cuando estn comprimidos o estirados y logran ejercer fuerza, ya sea empujando o tironeando un cuerpo.Fuerza de rozamiento:es la fuerza de contacto que surge cuando un cuerpo es deslizado sobre una superficie y se opone a este movimiento. Dentro de esta fuerza encontramos dos tipos: lasdinmicasy lasestticas. La fuerza esttica establece la fuerza mnima que se precisa para mover un cuerpo. Esta fuerza es equivalente a la fuerza que se necesite para mover un cuerpo, aunque en sentido contrario. La fuerza que se opone al movimiento de un cuerpo es la de rozamiento dinmico.Fuerza normal:es aquella que ejerce una superficie cuando reacciona ante un cuerpo que se desliza sobre ella.Fuerza gravitatoria:es aquella fuerza de atraccin que surge entre dos cuerpos. Esta fuerza est condicionada por la distancia y masa de ambos cuerpos y disminuye al cuadrado a medida que se incrementa la distancia.Dentro de este tipo de fuerza se encuentra elpesoque es la fuerza gravitatoria que se ejerce por la aceleracin del planeta, ya sea la Tierra o cualquier otro. Esta fuerza gravitatoria depende de la distancia y la gravedad en la que se encuentre el cuerpo. El par de reaccin del peso se encuentra en el planeta.Fuerza electromagntica:es la que repercute sobre aquellos cuerpos que se encuentran elctricamente cargado. Est presente en las transformaciones qumicas y fsicas tanto de tomos como de molculas.Interaccin nuclear fuerte:es la que logra mantener los componentes de los ncleos atmicos unidos. Acta entre dos nucleones, neutrones o protones de forma indistinta y tiene mayor intensidad que la electromagntica.Interaccin nuclear dbil:es la que logra la desintegracin beta de los neutrones, los neutrinos, son slo sensibles a esta clase de interaccin. Este tipo de fuerza tiene menor alcance que la interaccin nuclear fuerte y su intensidad es menor a la electromagntica

LEYES DE NEWTON.1Leyde Newton o ley de la inercia: (ejemplo)Un cuerpo permanecer en unestadode reposo o de movimiento uniforme, a menos de que unafuerzaexterna acte sobre l.La primera ley de Newton, conocida tambin como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no acta ningn otro, este permanecer indefinidamente movindose en lnea recta convelocidadconstante (incluidoel estadode reposo, que equivale a velocidad cero).Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento.As,ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andn de una estacin, el interventor se est moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, unsistema de referenciaal cual referir el movimiento.La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial desistemasde referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no acta ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.En realidad, es imposible encontrar unsistemade referencia inercial, puesto que siempre hay algn tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuvisemos en un sistema inercial. En muchos casos, porejemplo, suponer a un observador fijo enla Tierraes una buena aproximacin de sistema inercial.2 Ley de Newton: (ejemplo)Siempre que una fuerza acte sobre un cuerpo produce una aceleracin en ladireccinde la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa.Lanos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que existaalgoque provoque dichocambio. Esealgoes lo que conocemos comofuerzas. Estas son el resultado de laaccinde unos cuerpos sobre otros.La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar elconceptode fuerza. Nos dice quela fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleracin que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es lamasa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relacin de la siguiente manera:F = m aTanto la fuerza como la aceleracin son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, adems de unvalor, una direccin y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:F = m aLa unidad de fuerza en elSistema Internacionales elNewtony se representa por N. UnNewtones la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo deun kilogramo de masapara que adquiera una aceleracin de1 m/s2, o sea,1 N = 1 Kg 1 m/s2La expresin de la Segunda ley de Newton que hemos dado es vlida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es vlida la relacin F = m a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.Para ello primero vamos a definir una magnitudfsicanueva. Esta magnitud fsica es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como elproductode lamasa de un cuerpo por su velocidad, es decir:p = m vLa cantidad de movimiento tambin se conoce comomomento lineal. Es una magnitud vectorial y, en elSistema Internacionalse mide en Kgm/s . En trminos de esta nueva magnitud fsica, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:La Fuerza que acta sobre un cuerpo es igual a la variacin temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,F = dp/dtDe esta forma incluimos tambin el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definicin de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:F = d(mv)/dt = mdv/dt + dm/dt vComo la masa es constantedm/dt = 0Y recordando la definicin de aceleracin, nos quedaF = m a

3 Ley de Newton: (ejemplo)A toda accin corresponde una reaccin en igual magnitud y direccin pero de sentido opuesto.Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la accin de unos cuerpos sobre otros.La tercera ley, tambin conocida como Principio de accin y reaccin nos dice que si un cuerpo A ejerce una accin sobre otro cuerpo B, ste realiza sobre A otra accin igual y de sentido contrario.Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones.Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos elsuelopara impulsarnos. La reaccin del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros tambin nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reaccin que la otrapersonahace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.Hay que destacar que, aunque los pares de accin y reaccin tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actan sobre cuerpos distintos.Diagrama de cuerpo libre. Undiagrama de cuerpo librees una representacin grfica utilizada a menudo por fsicos e ingenieros para analizar lasfuerzasque actan sobre uncuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de undiagrama de fuerzas. En espaol, se utiliza muy a menudo la expresindiagrama de fuerzascomo equivalente adiagrama de cuerpo libre, aunque lo correcto sera hablar dediagrama de fuerzas sobre un cuerpo libreodiagrama de fuerzas de sistema aislado. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en lasecuaciones del movimientodel cuerpo. El diagrama facilita la identificacin de lasfuerzasymomentosque deben tenerse en cuenta para la resolucin del problema. Tambin se emplean para el anlisis de las fuerzas internas que actan en estructuras.

EJERCICIOS.