1. Fuerzas de contacto y de campo

FUERZAS DE CONTACTO Las fuerzas de contacto son aquellas que se presentan debido a la

interaccin de 2o ms cuerpos. Entre ellas podemos enumerar: Fuerza normal, Fuerza de tensin,

Fuerza de peso, Fuerza de friccin o rozamiento, Fuerza elstica

Cuando hablamos de fuerza nos referimos fsicamente a una accin que se ejerce sobre un cuerpo

produciendo un determinado efecto. Esto puede resultar en una modificacin de su movimiento, si se

encuentra en ese estado, o de su aspecto fsico. Incluso, pueden producirse ambos efectos al mismo

tiempo. Todo depende de las caractersticas del objeto y de la magnitud de la fuerza que se le aplica.

Descomposicin de fuerzas en un plano inclinado

Clasificacin:

FUERZA De tensin

FUERZA NOrmal

FUERZA DE PESO

FUERZA DE FRICCION OROZAMIENTO

CLASIFICACION DE LAFUERZA DE FRICCION OROZAMIENTO

FUERZA DE FRICCION OROZAMIENTO ESTATICO

FUERZA DE FRICCION OROZAMIENTO SINETICO

FUERZA ELASTICA

y otras mas que se detallaran a continuacin junto con las enlistadas:

FUERZA DE CONTACTO : TENSION

T

TENSION CUERDATENSION CUERDATENSION MUSCULAR

LA TENSION ES UNA FUERZA QUE TIENDE A ESTIRAR ALOBJETO QUE LA EJERCE(CUERDA , FIBRA MUSCULAR)

T T

FUERZA DE CONTACTO : NORMAL(FN)

W=15N

FN

FN

30

=15N

=13N

W=15N

LA FUERZA NORMAL ES :UNA FUERZA PERPENDICULAR A LA SUPERFICIE DE CONTACTO ENTRE DOS CUERPOS PRODUCTO DE LA PRESION EN LA SUPERFICIE DE CONTACTO DE LOS CUERPOS.

FN

f friccion

W=20n

NORMAL COMO FUERZA ACELERADORA

=4n

ACELERACION

W=20n

=2m/s/s

FRICCION

Efectos positivoslocomocinestabilidad

traccin

Efectos negativosdesgaste

calentamientoresistencia

fuerza de resistenciaal movimiento

TRIBOLOGIA: ESTUDIO CIENTIFICO DE FRICCION

Friccinrodaje

Friccincintica

Friccinesttica

Friccinfluida

Es una fuerza compleja que solo admite una descripcin terica aproximadafriccion esttica max.> friccin cintica> friccin de rodaje> friccin fluidala friccin es una fuerza que en mayor o menor medida siempre est presente en todos los movimentos, sustrayendoles momentum

FRICCION FLUIDA: ROZAMIENTO CON AIRE

FRICCION CD

A

V

mg

velocidadterminal PESO 2D AVC2

1friccion ====

SI FRICCION= PESOSE ESTABILIZA EL MOMENTUM YSE MANTIENE VELOCIDAD

ILUSTRACION DE FRICCION FLUIDA: FRICCION DE AUTO CON AIRE

CD =.252

21 AVCfriccion D =

CD =.752

21 AVCfriccion D=

VELOCIDAD

FRICCION CINETICA O ESTATICA fuerza de contacto tangente a la superficie de contacto entre dos cuerpos cuya direccin

es opuesta a la velocidad actual o potencial de un cuerpo respecto al otro cuerpo

7.06.0

s

k========

W=20nN= 20nm=2kg

F fuerza neta v=0 v>0

aceleracin v=0 v>0

10 0 -2

0 -1

12 0 0

0 0

14 0 2

0 1

16 x 4

x 2

m

fFmasa

Fnetaa

========

friccin esttica friccin cintica

m=2kgg=10m/s/s

14n

=12n

16 x 4

x 2

N)min(F,fNf

ss

kk

=

=

FUERZA BOYANTE (FB)

FB FB

Fuerza contraria a la gravedad sobre todo cuerpo inmerso total o parcialmente en un fluido

FB

WfDescubrimiento de Arqumides:

desplazado fluido del pesoWF fB =

Wf

En consecuencia: un cuerpo flota (se hunde) en agua si su peso es menor(mayor) del peso del agua que desplaza.

La fuerza boyante surge de la presin del fluido en contacto con la superficie del cuerpo. Esta presin es independiente de la naturaleza,forma o tamao del cuerpo sumergido en el fluido.

FUERZA BOYANTE: FUERZA DE CONTACTO SUI GENERIS

Peso igual en aire

Peso desigual en aguasi corona est adulterada

FUERZA CONVECTIVA : FUERZA POR EXPULSION DE MASA

V*dt

dMF ==== = TASA DE EXPULSION* VELOCIDAD DE EXPULSION

V=5m/s

tasa= 2 kilogramos/seg

F

F= 2 kilogramos/seg*5 m/seg = 10 kilogramos-m/seg/seg= 10 newton

FMODELO NEWTONIANO DE SISTEMA ABIERTO CONFUERZAS CONVECTIVAS

Fexpulsion masa * velocidad de expulsion

FUERZA DE CAMPO El campo lo entendemos como una modificacin o perturbacin del espacio

producido por un cuerpo que acta sobre todos los objetos cercanos a l.

La tierra posee la propiedad de atraer todos los cuerpos cerca de ella hacia el centro por la fuerza de

gravedad, esta quiere decir que el centro de la tierra posee una fuerza de gravitacional.

CLASIFICACION DEFUERZA DE CAMPO: Las fuerzas de campo se puede clasificar como: Fuerza

electromagntica; Fuerza nuclear; Fuerza nuclear fuerte; Fuerza nuclear dbil

FUERZAELECTROMAGNETICA Es aquella que se da entre la interaccin de dos cuerpos y esta puede

ser magntica o elctrica. Un ejemplo de fuerza magntica cuando frotamos el peine y despus lo

acercamos a nuestro cabello.

Fuerza magntica

Cuando un conductor elctrico por el que pasa una corriente elctrica est sometido a un campo magntico, se observa sobre l una fuerza que es perpendicular a la corriente que circula y al propio campo magntico, como se ve sobre la figura

La frmula que permite calcular la fuerza que aparece es la siguiente

Se trata de un producto vectorial que da como resultado otro vector perpendicular a la corriente y al campo magntico como se ve en la figura.

FUERZA NUCLEAR: La fuerza nuclear es aquella que se da en el interior del tomo donde hay una

estabilidad del ncleo. Esta fuerza es electromagntica y de un alcanc ms corto.

Fuerza nuclear fuerte y Fuerza nuclear dbil :

Son fuerzas que afectan a las partculas elementales. Para poder estudiarlas es necesario utilizar

aceleradores de alta energa. Se reducen al mbito nuclear.

La intensidad real de las interacciones se expresa a travs de su constante de acoplamiento, que se

relaciona con la masa de la partcula de intercambio y el alcance de la interaccin.

En el concepto clsico hay una clara diferenciacin entre los campos y las partculas, pues son entidades

distintas. En la teora moderna, las segundas son manifestaciones de los primeros, es decir, las entidades

fundamentales son los campos, es decir, los valores que adquieren los campos en determinados puntos.

Ahora, en los lugares donde la intensidad del campo es mayor suponemos situadas a las partculas, o,

mejor dicho, decimos que es ms probable encontrar all a las partculas.

Fuerza nuclear fuerte:

- Fuerza en los ncleos atmicos, mucho ms intensa que la que ejerce la repulsin electrosttica entre

las cargas positivas, lo que permite que estas ltimas permanezcan unidas.

- Tiene como partcula mediadora el glun, que es una partcula sin masa, de spin igual a uno y es la

responsable de mantener unidos los quarks.

- Mantiene unidos los componentes de los ncleos atmicos

- Acta indistintamente entre dos nucleones cualesquiera, ya sean protones o neutrones.

- Tiene una constante de acoplamiento del orden de la unidad, por lo que es de mayor intensidad que

las restantes fuerzas (unas cien veces ms intensa que la interaccin electromagntica) con un alcance

que se reduce a una zona muy pequea del espacio de unos 10-15 m, que equivale a lo que mide el

ncleo atmico.

- A la distancia de 10-15

m. la fuerza nuclear se comporta como una fuerza atractiva, permitiendo que

cargas del mismo signo (los protones) se mantengan unidos.

- A una distancia menor, la fuerza se vuelve de carcter repulsivo, lo cual impide el colapso del

ncleo.

- Esta fuerza es la responsable de la aparicin de muones en colisiones de alta energa.

- La teora actual desarrollada por Yang y Mills, sobre este tipo de interaccin se llama cromodinmica

cuntica, desarrollada por analoga con la electrodinmica de Feynman y colaboradores.

En el esquema se muestra como un quark u rojo se convierte en un quark u azul y viceversa, mediante

un glun intermedio

Fuerza nuclear dbil.

- Las partculas mediadoras seran unos bosones dbiles cuya masa es distinta de cero, su spin es la

unidad.

- La baja constante de acoplamiento de la interaccin dbil se explica debido al alto valor de la masa

de los bosones W y Z, en torno a 510-14.

- Se trata de una fuerza mucho ms dbil y de ms corto alcance que la fuerza nuclear fuerte.

- Su alcance es del orden de los 10-18

m y su intensidad unas 10-9

veces menor que la fuerte nuclear

fuerte.

- Esta fuerza es la responsable de ciertos tipos de radiactividad natural, como puede ser la radiacin -,

en la que un neutrn del ncleo se desintegra, dando lugar a un protn y a la emisin de una partcula -

, que no es otra cosa ms que un electrn, y un antineutrino.

- El neutrino es el mejor ejemplo de las interacciones dbiles.

Bosones vectoriales W-, W

+ y Z

0,

El esquema siguiente representa una desintegracin b: un quark d se transforma en un quark u,

emitiendo un bosn vectorial W-, el cual se desintegra en un par electrn y antineutrino (para conservar

el nmero leptnico).

2. RESUMEN

La fuerza es un agente capaz de modificar la cantidad de movimientos o laforma de los cuerpos

materiales.

Existen dos fuerzas:

a) Fuerza de contacto: en donde dos cuerpos se tocan directamente.

Normal: perpendicular a la superficie y obedece a la ley de accin de newton.

Tensin: se realiza en cable y es aplicada a lo largo del cable. Presenta una fuerza normal en el

punto de unin del cable con una superficie slida.

Friccin: se presenta por el contacto de dos superficies que se deslizan entre s y siempre se

opone al movimiento de estas. La friccin es el resultado de asperezas de dos superficies.

Elstica: se da en los resortes y cualquier objeto que se deforme ante la presencia de una fuerza

externa para volver a tomar su forma inicial.

Torque: es la fuerza que genera un giro alrededor de su eje de rotacin debido a la accin de

una fuerza externa y dependiendo dela instancia del punto de apoyo.

b) Fuerza de campo: donde los cuerpos no se tocan entre s.

Gravitacional: es la fuerza que experimenta entre s los objetos con masa.

Electromagntica: en ella intervienen cargas elctricas en reposo y en movimiento, usando

para ello campos elctricos y magnticos y sus efectos sobre sustancias slidas, lquidas y

gaseosas.

Nuclear: tiene origen exclusivamente en el interior de los ncleos atmicos. Existen dos

fuerzas nucleares, la fuerza fuerte que acta sobre los nucleones y la fuerza dbil que acta

en el interior de los mismos.

Bibliografa [1] http://fundamentosfisicamoderna.blogspot.com/2012/07/fuerza-nuclear-fuerte-y-fuerza-

nuclear.html

[2] http://www.slideshare.net/maxzish/que-es-la-fuerza-y-su-clasificacion

[3] http://roble.pntic.mec.es/~jsaa0039/cucabot/felectromagnetica-intro.html

[4] http://www.juntadeandalucia.es/averroes/iesarroyo/fisica/particula.htm

Fuerzas de ContactoFuerzas de CampoResumen