Fuerzas De o Y Campo 2fh3v

1. Fuerzas de o y de campo FUERZAS DE O Las fuerzas de o son aquellas que se presentan debido a la interacción de 2o más cuerpos. Entre ellas podemos enumerar: Fuerza normal, Fuerza de tensión, Fuerza de peso, Fuerza de fricción o rozamiento, Fuerza elástica Cuando hablamos de “fuerza” nos referimos físicamente a una acción que se ejerce sobre un cuerpo produciendo un determinado efecto. Esto puede resultar en una modificación de su movimiento, si se encuentra en ese estado, o de su aspecto físico. Incluso, pueden producirse ambos efectos al mismo tiempo. Todo depende de las características del objeto y de la magnitud de la fuerza que se le aplica.

Descomposición de fuerzas en un plano inclinado

Clasificación: FUERZA De tensión 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 continuación junto con las enlistadas:

FUERZA DE O : TENSION

T

TENSION CUERDA TENSION MUSCULAR

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

T

T

FUERZA DE O : NORMAL(FN) FN

=15N

FN =13N

W=15N

30º

W=15N

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

NORMAL COMO FUERZA ACELERADORA

f friccion

FN

=4n

W=20n

ACELERACION

=2m/s/s

TRIBOLOGIA: ESTUDIO CIENTIFICO DE FRICCION

Efectos negativos desgaste calentamiento resistencia

Efectos positivos locomoción estabilidad tracción fuerza de resistencia al movimiento

FRICCION

Fricción rodaje

Fricción cinética

Fricción estática

Fricción fluida

•Es una fuerza compleja que solo ite una descripción teórica aproximada •friccion estática max.> fricción cinética> fricción de rodaje> fricción fluida •la fricción es una fuerza que en mayor o menor medida siempre está presente en todos los movimentos, sustrayendoles momentum

FRICCION FLUIDA: ROZAMIENTO CON AIRE V ρ A mg FRICCION velocidad terminal

PESO

CD

1 2 friccion = − C DρAV 2 SI FRICCION= PESO SE ESTABILIZA EL MOMENTUM Y SE MANTIENE VELOCIDAD

ILUSTRACION DE FRICCION FLUIDA: FRICCION DE AUTO CON AIRE

CD =.25

1 friccion = − C D ρAV 2 2

CD =.75 1 friccion = − C D ρAV 2 2

FRICCION CINETICA O ESTATICA fuerza de o tangente a la superficie de o entre dos cuerpos cuya dirección es opuesta a la velocidad actual o potencial de un cuerpo respecto al otro cuerpo

a=

µ k = 0.6 µ s = 0.7

Fneta F − f = masa m

VELOCIDAD

W=20n N= 20n m=2kg g=10m/s/s

F

fuerza neta v=0 v>0

10 12 14 16

0 0 0 x

-2 0 2 4

aceleración v=0 v>0 0 -1 0 0 0 1 x 2

fk = µk N f s = min(F, µ s N)

14n =12n

fricción estática

fricción cinética

FUERZA BOYANTE (FB) Fuerza contraria a la gravedad sobre todo cuerpo inmerso total o parcialmente en un fluido

FB

Descubrimiento de Arquímides:

FB

Wf

FB = Wf ≡ peso del fluido desplazado

La fuerza boyante surge de la presión del fluido en o con la superficie del cuerpo. Esta presión es independiente de la naturaleza,forma o tamaño del cuerpo sumergido en el fluido. En consecuencia: un cuerpo flota (se hunde) en agua si su peso es menor(mayor) del peso del agua que desplaza.

FB

Wf

FUERZA BOYANTE: FUERZA DE O SUI GENERIS

Peso igual en aire

Peso desigual en agua si corona está adulterada

FUERZA CONVECTIVA : FUERZA POR EXPULSION DE MASA dM F= * V = TASA DE EXPULSION* VELOCIDAD DE EXPULSION dt

V=5m/s F tasa= 2 kilogramos/seg

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

MODELO NEWTONIANO DE SISTEMA ABIERTO CON FUERZAS CONVECTIVAS

F

F expulsion masa * velocidad de expulsion

FUERZA DE CAMPO El campo lo entendemos como una modificación o perturbación del espacio producido por un cuerpo que actúa sobre todos los objetos cercanos a él. 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 electromagnética; Fuerza nuclear; Fuerza nuclear fuerte; Fuerza nuclear débil FUERZAELECTROMAGNETICA Es aquella que se da entre la interacción de dos cuerpos y esta puede ser magnética o eléctrica. Un ejemplo de fuerza magnética cuando frotamos el peine y después lo acercamos a nuestro cabello. Fuerza magnética Cuando un conductor eléctrico por el que pasa una corriente eléctrica está sometido a un campo magnético, se observa sobre él una fuerza que es perpendicular a la corriente que circula y al propio campo magnético, como se ve sobre la figura

La fórmula 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 magnético como se ve en la figura.

FUERZA NUCLEAR: La fuerza nuclear es aquella que se da en el interior del átomo donde hay una estabilidad del núcleo. Esta fuerza es electromagnética y de un alcancé más corto. Fuerza nuclear fuerte y Fuerza nuclear débil : Son fuerzas que afectan a las partículas elementales. Para poder estudiarlas es necesario utilizar aceleradores de alta energía. Se reducen al ámbito nuclear. La intensidad real de las interacciones se expresa a través de su constante de acoplamiento, que se relaciona con la masa de la partícula de intercambio y el alcance de la interacción. En el concepto clásico hay una clara diferenciación entre los campos y las partículas, pues son entidades distintas. En la teoría 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 partículas, o, mejor dicho, decimos que es más probable encontrar allí a las partículas. Fuerza nuclear fuerte: - Fuerza en los núcleos atómicos, mucho más intensa que la que ejerce la repulsión electrostática entre las cargas positivas, lo que permite que estas últimas permanezcan unidas. - Tiene como partícula mediadora el gluón, que es una partícula sin masa, de spin igual a uno y es la responsable de mantener unidos los quarks. -

Mantiene unidos los componentes de los núcleos atómicos

-

Actúa 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 más intensa que la interacción electromagnética) con un alcance que se reduce a una zona muy pequeña del espacio de unos 10-15 m, que equivale a lo que mide el núcleo atómico. - A la distancia de 10-15m. 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 carácter repulsivo, lo cual impide el colapso del núcleo. -

Esta fuerza es la responsable de la aparición de muones en colisiones de alta energía.

- La teoría actual desarrollada por Yang y Mills, sobre este tipo de interacción se llama cromodinámica cuántica, desarrollada por analogía con la electrodinámica 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 gluón intermedio

Fuerza nuclear débil. - Las partículas mediadoras serían unos bosones débiles cuya masa es distinta de cero, su spin es la unidad. - La baja constante de acoplamiento de la interacción débil se explica debido al alto valor de la masa de los bosones W y Z, en torno a 5·10-14. - Se trata de una fuerza mucho más débil y de más corto alcance que la fuerza nuclear fuerte. - Su alcance es del orden de los 10-18m 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 radiación β-, en la que un neutrón del núcleo se desintegra, dando lugar a un protón y a la emisión de una partícula β, que no es otra cosa más que un electrón, y un antineutrino. - El neutrino es el mejor ejemplo de las interacciones débiles. Bosones vectoriales W-, W+ y Z0, El esquema siguiente representa una desintegración b: un quark d se transforma en un quark u, emitiendo un bosón vectorial W-, el cual se desintegra en un par electrón y antineutrino (para conservar el número leptónico).

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 o: en donde dos cuerpos se tocan directamente. • •

Normal: perpendicular a la superficie y obedece a la ley de acción de newton. Tensión: se realiza en cable y es aplicada a lo largo del cable. Presenta una fuerza normal en el punto de unión del cable con una superficie sólida.

• • •

Fricción: se presenta por el o de dos superficies que se deslizan entre sí y siempre se opone al movimiento de estas. La fricción es el resultado de asperezas de dos superficies. Elástica: 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 rotación debido a la acción de una fuerza externa y dependiendo dela instancia del punto de apoyo.

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

•

Gravitacional: es la fuerza que experimenta entre sí los objetos con masa. Electromagnética: en ella intervienen cargas eléctricas en reposo y en movimiento, usando para ello campos eléctricos y magnéticos y sus efectos sobre sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Nuclear: tiene origen exclusivamente en el interior de los núcleos atómicos. Existen dos fuerzas nucleares, la fuerza fuerte que actúa sobre los nucleones y la fuerza débil que actúa en el interior de los mismos.

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