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5.1. Los efectos de las fuerzas

Objetivo

OA7 Reconoce el efecto que puede ocasionar la aplicación de una fuerza a un objeto,, además identifica los vectores que representan a una fuerza.

Conocimiento previo

Observa las imagenes a continuacion y luego responde las siguientes preguntas. 

Preguntas

1) ¿Qué está aplicando la persona tanto a la plastilina como al libro? 

2) ¿Qué efecto tiene la acción de la persona sobre la plastilina y porque ocurre este fenómeno? 

3) ¿Qué efecto tiene la acción de la persona sobre el libro y porque ocurre este fenómeno? 

Los efectos de las fuerzas

Si miras a tu alrededor, descubrirás que muchos cuerpos u objetos interactúan entre sí. Por ejemplo, un objeto situado sobre una mesa. En esta y otras situaciones hay fuerzas actuando. Una fuerza corresponde a la acción mutua entre dos cuerpos, y muchas veces la reconocemos por los efectos que esta puede ocasionar. Es fundamental comprender que la fuerza no es una propiedad intrínseca (que es propia del objeto) de los objetos, ni está en ellos, sino que se manifiesta solo cuando dos cuerpos interactúan.


Las fuerzas y la forma de los cuerpos

La acción de una fuerza puede originar cambios en la forma de un cuerpo. Todos los cuerpos, al ser sometidos a determinadas fuerzas, pueden experimentar modificaciones en su forma. La diferencia se encuentra en que algunos de ellos requieren fuerzas “pequeñas”, mientras que otros necesitan fuerzas de mayor magnitud.
A su vez, los cambios producidos por una fuerza pueden ser clasificados en permanentes, si la alteración en la forma del cuerpo se mantiene luego de dejar de aplicar la fuerza; y en no permanentes, si la forma del cuerpo vuelve a su estado original cuando la fuerza deja de actuar.


Las fuerzas y el movimiento de los cuerpos

Las fuerzas pueden producir efectos en el movimiento de los cuerpos. Para comenzar a estudiar este fenómeno, analiza la siguiente situación. 

Como habrás concluido, las fuerzas pueden producir cambios en el movimiento de un cuerpo, ya sea en el aumento o la disminución de su rapidez, o bien modificando su dirección. Es importante mencionar que la fuerza no necesariamente es la causa del movimiento de los cuerpos, dado que un objeto puede moverse sin la necesidad de una fuerza.


Magnitud y representación de las fuerzas

Cuando levantas una silla, la fuerza que ejerces es mucho mayor que la fuerza necesaria para levantar un lápiz. Sin embargo, la misma fuerza ejercida para elevar la silla es insuficiente para levantar un automóvil. Esto se debe a que la magnitud de la fuerza que se necesita ejercer para levantar cada uno de los objetos anteriores es diferente. Para establecer la magnitud de una fuerza, se utiliza la unidad conocida como newton (N), en honor al físico y matemático inglés Sir Isaac Newton (1642-1727). Un newton representa la fuerza necesaria para cambiar, en un segundo, la rapidez de un cuerpo de 1 kg de masa en 1 m/s.

¿Se puede representar una fuerza solo determinando su magnitud? No, dado que toda fuerza además posee una dirección y un sentido. Para poder definir o representar una fuerza se requiere de una magnitud (o módulo), de una dirección y de un sentido. Es así que las fuerzas se representan mediante vectores. Un vector es un elemento matemático que, al igual que una fuerza, posee magnitud, dirección y sentido, tal como se representa en el siguiente esquema.


Fuerzas simultáneas

Frecuentemente, los cuerpos están sometidos a más de una fuerza de manera simultánea. ¿De qué forma se puede determinar el efecto total de estas fuerzas? Analicemos las siguientes situaciones.

Es importante mencionar que en los dos casos anteriores estamos considerando únicamente las fuerzas que están ejerciendo los niños, en el plano horizontal y en una misma dirección.