Naturaleza de las fuerzas
Summary
TLDREn este segundo video de física, se explora la naturaleza de las fuerzas, definiendo la fuerza como la capacidad de realizar trabajo o movimiento. Se clasifican en fuerzas de contacto y fuerzas de campo, destacando las fuerzas gravitacional, magnética y electrostática. Se centra en fuerzas de contacto, explicando el peso como la fuerza ejercida por un planeta sobre objetos cercanos a su superficie, utilizando la fórmula peso = masa x gravedad. Se describen fuerzas normales, que surgen de una superficie en contacto con un cuerpo, y la fuerza de fricción, que se opone al movimiento entre superficies en contacto. El video también introduce el diagrama de cuerpo libre, una herramienta para analizar gráficamente las fuerzas que actúan sobre un objeto, utilizando ejes de coordenadas y representando fuerzas como el peso y la normal.
Takeaways
- 📝 La fuerza se define como la capacidad para realizar un trabajo o movimiento.
- 💪 Las fuerzas en nuestra vida cotidiana incluyen empujar, levantar y mover objetos.
- 🔍 Las fuerzas se pueden clasificar en fuerzas de contacto y fuerzas de campo.
- 📚 Las fuerzas de contacto ocurren cuando hay interacción directa entre dos cuerpos.
- 🌌 Las fuerzas de campo, como la gravitacional, magnética y electrostática, no requieren contacto.
- 🌍 El peso de los cuerpos es la fuerza que un planeta ejerce sobre los objetos cercanos a su superficie.
- ⬇️ El peso siempre se dirige hacia el centro de la Tierra, independientemente de la posición del cuerpo.
- 📐 La fuerza normal es una fuerza de contacto ejercida por una superficie perpendicular al objeto.
- ⚖️ La fuerza de fricción se opone al movimiento entre dos superficies en contacto.
- 📊 Un diagrama de cuerpo libre representa gráficamente las fuerzas que actúan sobre un objeto.
Q & A
¿Qué es la fuerza según el script del video?
-La fuerza es la capacidad para realizar un trabajo o un movimiento en nuestra vida cotidiana.
¿Cómo se pueden clasificar las fuerzas según el origen?
-Las fuerzas se pueden clasificar en dos tipos: las fuerzas de contacto y las fuerzas de campo.
¿Cuáles son los ejemplos de fuerzas de campo mencionados en el script?
-Las fuerzas de campo mencionadas son la fuerza gravitacional, la fuerza magnética y la fuerza electrostática.
¿Qué se entiende por fuerza de contacto y cómo se ejerce?
-La fuerza de contacto es aquella que se origina al contacto entre dos cuerpos, como cuando empujamos algo o cuando le pegamos un balón con el pie.
¿Qué es el peso y cómo se relaciona con la masa y la gravedad?
-El peso es la fuerza que un planeta ejerce sobre los cuerpos cercanos a su superficie y se calcula con la fórmula peso = masa por gravedad.
¿Cómo se representa el peso en los diagramas y cuál es su dirección?
-El peso se representa con la letra P o W y su dirección siempre es hacia el centro de la Tierra, es decir, hacia abajo.
¿Qué es la fuerza normal y cómo se relaciona con la superficie de apoyo?
-La fuerza normal es una fuerza de contacto que ejerce una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella, su dirección es perpendicular a la superficie de apoyo y su sentido es hacia afuera.
¿Qué es la fuerza de fricción y cómo actúa en relación al movimiento?
-La fuerza de fricción, también conocida como fuerza de rozamiento, es una fuerza que existe entre dos superficies en contacto y se opone al deslizamiento o movimiento de los cuerpos.
¿Cuál es la diferencia entre la fuerza de fricción cinética y la fuerza de fricción estática?
-La fuerza de fricción cinética es la que se ejerce cuando las superficies se mueven entre sí y se denota con la letra f_k. La fuerza de fricción estática es cuando los cuerpos en contacto no se mueven y se denota con la letra f_s.
¿Qué es un diagrama de cuerpo libre y para qué se usa en física?
-Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Ayuda a visualizar y calcular las interacciones de fuerzas en un sistema.
¿Cómo se realiza el diagrama de cuerpo libre para un objeto en un plano inclinado?
-Para realizar el diagrama de cuerpo libre en un plano inclinado, primero se dibuja el sistema de coordenadas, luego se trazan líneas imaginarias sobre el objeto donde se efectúan las fuerzas, y finalmente se pasan estas fuerzas al plano cartesiano, asegurándose de que el peso siempre apunte hacia abajo y la normal sea perpendicular a la superficie.
Outlines
🔧 Fuerzas en la vida cotidiana y clasificación
En el segundo video de física, se explora la naturaleza de las fuerzas, definiendo una fuerza como la capacidad de realizar trabajo o movimiento. Las fuerzas son omnipresentes en nuestras vidas, ejerciéndose al empujar objetos, levantar cosas o incluso al hablar. Se clasifican en fuerzas de contacto, como al empujar o golpear un balón, y fuerzas de campo, que no requieren contacto físico entre cuerpos, como la gravedad, la fuerza magnética y la electrostática. Se enfatiza la importancia de entender estas fuerzas en la vida diaria y se sugiere revisar la página 184 del libro de texto para profundizar en el tema.
🌐 Peso, fuerza normal y fuerza de fricción
Se discuten conceptos específicos de fuerzas de contacto, como el peso, que es la fuerza ejercida por un planeta sobre objetos cercanos a su superficie y se calcula con la fórmula peso igual a masa por gravedad. El peso siempre se dirige hacia el centro de la tierra, independientemente de la posición del objeto. La fuerza normal es la fuerza perpendicular que una superficie ejerce sobre un cuerpo en contacto con ella, y la fuerza de fricción es la que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto. Se describen ejemplos prácticos y se menciona la fuerza de fricción cinética (f k) y la estática (f s), relacionándolas con el movimiento y el estado de las superficies en contacto.
📊 Diagramas de cuerpo libre para analizar fuerzas
Se presenta el diagrama de cuerpo libre como una herramienta gráfica para analizar las fuerzas que actúan sobre un objeto. Se describe el proceso de creación de un diagrama de cuerpo libre, que incluye dibujar un sistema de coordenadas, trazar líneas imaginarias sobre el objeto y trasladar las fuerzas relevantes al plano cartesiano. Se ilustra cómo representar el peso, la fuerza normal y la fuerza de fricción en diferentes situaciones, como un objeto sobre un plano inclinado o una persona empujando una caja. Se enfatiza la importancia de entender la dirección y el sentido de estas fuerzas en el análisis físico.
📚 Diagramación de fuerzas en ejemplos específicos
El último párrafo se enfoca en el diagramado de fuerzas en escenarios más complejos, como una refrigeradora empujada por una persona. Se describe el proceso de ubicar el centro de masa, identificar las fuerzas presentes, como el peso, la fuerza normal y la fricción, y representarlas en un diagrama de cuerpo libre. Se menciona la diferencia entre la fricción cinética y estática, y cómo se grafican en el diagrama. Se concluye con una mención de que la aceleración, aunque relevante, no se grafica como una fuerza en el diagrama de cuerpo libre.
Mindmap
Keywords
💡Fuerza
💡Fuerzas de contacto
💡Fuerzas de campo
💡Peso
💡Fuerza normal
💡Fuerza de fricción
💡Fuerza cinética
💡Fuerza estática
💡Diagrama de cuerpo libre
💡Centro de gravedad
Highlights
Se define la fuerza como la capacidad para realizar trabajo o movimiento en la vida cotidiana.
Las fuerzas se clasifican en fuerzas de contacto y fuerzas de campo.
Las fuerzas de contacto surgen al contacto entre dos cuerpos, como al empujar algo o golpear una pelota con el pie.
Las fuerzas de campo, como la gravitacional, magnética y electrostática, no requieren contacto entre cuerpos.
El peso es la fuerza que un planeta ejerce sobre los cuerpos cercanos a su superficie.
La fórmula para el peso es peso igual a masa por gravedad.
El peso se representa con las letras P o W y siempre está dirigido hacia el centro de la Tierra.
La fuerza normal es una fuerza de contacto que ejerce una superficie sobre un cuerpo apoyado en ella, perpendicular a la superficie.
La fuerza de fricción, también conocida como fuerza de rozamiento, se opone al deslizamiento entre dos superficies en contacto.
La fuerza de fricción cinética se identifica con la letra 'f k' y se produce cuando los cuerpos se mueven entre sí.
La fuerza de fricción estática, 'f s', se refiere a la fricción cuando dos cuerpos en contacto no se mueven.
El diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.
El centro de gravedad es el punto de un objeto desde donde las fuerzas parecen actuar, importante en la construcción de diagramas de cuerpo libre.
Se describe el proceso para construir un diagrama de cuerpo libre, incluyendo el uso de un sistema de coordenadas y la representación de fuerzas.
En el diagrama de cuerpo libre, se grafican las fuerzas como el peso, la fuerza normal y la fricción, pero no la aceleración.
Se ilustra cómo construir diagramas de cuerpo libre para diferentes escenarios, incluyendo un plano inclinado y una refrigeradora empujada.
Transcripts
venidos a este vídeo número 2 de física
2 en el cual vamos a hablar sobre la
naturaleza de las fuerzas
vamos a definir que una fuerza es la
capacidad para realizar un trabajo o un
movimiento en nuestra vida cotidiana
estamos haciendo fuerzas en cada momento
por ejemplo cuando empujamos un objeto
cuando levantamos algo cuando hablamos
algo son ejemplos de fuerza en nuestra
vida cotidiana
la fuerza de acuerdo a la naturaleza de
su origen
se pueden dividir o clasificar de dos
formas las fuerzas de contacto y las
fuerzas de campo
este contenido muchachos está descrito
en la página número 184 de su libro de
texto para que amplíen más los conceptos
la fuerza de contacto pues es aquella
que se origina al contacto entre dos
cuerpos
por ejemplo cuando empujamos algo o
cuando le pegamos a la al balón con el
pie y las fuerzas de campo pues van a
ser fuerzas que se originan sin
necesidad de contacto entre los cuerpos
en interacción las fuerzas de campo
pueden ser tres formas la fuerza
gravitacional la fuerza magnética y la
fuerza electrostática en este vídeo
vamos a hablar específicamente de las
fuerzas de contacto
el peso de los cuerpos bueno se le llama
así a la fuerza que un planeta ejerce
sobre los cuerpos cercanos a su
superficie este es un concepto y un tema
que lo estuvimos viendo en la clase
anterior también trabajamos con la
fórmula que nos decía que peso es igual
a masa por gravedad por eso es que dice
que es la fuerza que un planeta ejerce
sobre los cuerpos cercanos a su
superficie el peso se va a representar
con la letra p que está fue la letra que
nosotros utilizamos en los ejercicios
anteriores pero también podemos
identificarlo con la letra w que es la
inicial en inglés
entonces si ustedes miran una p o una w
tienen que saber que se está refiriendo
al peso
el peso está dirigido siempre hacia el
centro de la tierra como esto observamos
por ejemplo este florero en la mesa esta
flecha hacia abajo nos va a representar
el peso que siempre va a ir dirigido
hacia abajo igual este el libro que está
sobre la mesa
la fuerza del peso va a actuar hacia
abajo esta manzana se va a caer hacia el
suelo hacia abajo por acción de la
gravedad
no importa la posición de los cuerpos
ustedes pueden observar aquí en este
plano inclinado que el cuerpo aunque
esté inclinado la fuerza siempre va a ir
en vertical no importa como está el
cuerpo verde la posición el vector de la
del peso siempre va a ir hacia abajo
otra fuerza que vamos a ver es la fuerza
normal este también es un tipo de fuerza
de contacto es una fuerza que ejerce una
superficie sobre un cuerpo que se
encuentra apoyado en ella su dirección
es perpendicular a la superficie de
apoyo y su sentido es hacia afuera
veamos acá tenemos una mesa y tenemos
una caja están en contacto entonces si
es un tipo de fuerza de contacto nos
dicen es una fuerza que ejerce una
superficie sobre un cuerpo que se
encuentra apoyado en ella su dirección
es perpendicular que significa
perpendicular significa que va a formar
un ángulo recto con otra línea u otro
plano
entonces nos dice que esta fuerza la
ejerce una superficie sobre un cuerpo en
este caso la superficie es ésta la
superficie de la mesa
y dice que
esta superficie va a ejercer una fuerza
sobre el cuerpo o sea que esta
superficie va a ejercer una fuerza sobre
este cuerpo y que está esa fuerza va a
ser perpendicular y que perpendicular
significa que va a formar un ángulo
recto entre
la superficie y el objeto entonces de
esa forma
vemos que la fuerza normal va a ir de la
superficie en perpendicular hacia afuera
dice entonces no olvidemos ésta es la
superficie esta sería la línea
perpendicular que en esta dirección va a
ir la fuerza normal hacia afuera hacia
afuera de la superficie
y también siempre va a tener la fuerza
del peso que el peso siempre va a ir
hacia abajo
en este caso que es un plano inclinado
como lo mencionábamos anteriormente está
plano para esté inclinado tiene un
ángulo de inclinación aquí en este caso
la superficie es esta que está aquí y la
línea perpendicular
sería esta que como ven no está como la
anterior formando una cruz sino que está
como una equis pero lo importante es que
aquí se va a formar un ángulo de 90
grados entonces esta línea es
perpendicular a esta otra línea que la
superficie en este caso la fuerza normal
no se mira muy bien aquí pero va sobre
esta línea que es perpendicular esto se
le va a llamar fuerza normal y el peso
hacia dónde va a ir pues dijimos que el
peso siempre va a ir hacia abajo
observen qué
todas estas fuerzas van a partir del
centro del cuerpo del centro hacia la
perpendicular de la superficie y del
centro hacia abajo
fuerza de fricción también es conocida
como fuerza de rozamiento es una fuerza
que existe entre dos superficies en
contacto y se opone al deslizamiento en
este caso pues vemos aquí que hay bueno
es una fuerza de contacto porque está en
contacto puede estar refri y el piso
verdad pero dice que esta fuerza de
fricción
existe entre dos superficie en contacto
y se opone al deslizamiento ustedes como
observan aquí esta persona está
empujando lo que va a pasar cuando lo
empuje pues se va a mover verdad pero se
va a ser fácil mover esta refri tal vez
no porque es pesada pero qué pasará si
nosotros la estamos moviendo por ejemplo
sobre la tierra será que es lo mismo
será que es igual de fácil que moverlo
sobre un piso más liso que moverlo sobre
una sobre tierra por ejemplo no verdad
entonces ese es el concepto de fuerza de
fricción la fuerza de fricción y
realmente la oposición del movimiento de
los cuerpos entonces
la persona está empujando hacia la
derecha pero la fuerza de fricción se va
a oponer en esa fuerza que no se va a
oponer al movimiento
la fuerza de fricción es realmente la
oposición del movimiento al movimiento
de los cuerpos entonces al aplicar una
fuerza hacia la derecha se va a producir
una aceleración que esta aceleración es
el movimiento verdad que se va a
producir a mayor fuerza mayor
aceleración sin importar la superficie
pero se va a mover y la fuerza de
fricción va a ir en contra de esa fuerza
entonces si la persona empuja hacia la
derecha la fricción va a ser hacia la
izquierda
de igual forma acá
se empuja hacia la derecha y la fricción
va hacia la izquierda cuando las
superficies se mueven entre sí y cambia
el estado de movimiento se denomina
fuerza de fricción cinética que se va a
resumir o se va a identificar con la
letra f k verdad entonces en este caso
como se produce una aceleración como se
va a mover el objeto vamos a decir que
es una fricción cinética
efe k
cuando la fuerza de fricción ejercida
por dos cuerpos en contacto no se mueve
se va a denominar fuerza de fricción
estática
efe s entonces en este caso vemos aquí
hay una superficie verdad está el cuerpo
vemos aquí el peso que va hacia abajo
anteriormente le habíamos hecho del
centro para abajo aquí está más arriba
vemos la normal que está perpendicular a
la superficie hacia arriba tenemos una
fuerza que empuja hacia la izquierda
entonces la fricción iria hacia la
derecha entonces vemos aquí que el peso
va a ser igual a la normal
y la fuerza va a ser y va a ser igual a
la fricción entonces al ser igual todo
al ser una igualdad no se va a mover y
entonces vamos a decir que es una fuerza
de fricción estática
el diagrama de cuerpo libre bueno un
diagrama de cuerpo libre es una
representación gráfica utilizada en
menudo en la clase de física para
analizar las fuerzas que actúan actúan
sobre un cuerpo libre
veamos cómo lo vamos a hacer tenemos
este diagrama verdad que aquí podemos
ver pues es una fuerza de contacto donde
está representado el peso y la fuerza
normal como vamos a hacer nuestro
diagrama de cuerpo libre en primer lugar
tenemos que representar nuestro eje de
coordenadas verdad que este también se
le llama plano cartesiano sabemos que el
eje de la xl el horizontal y el eje de
la que va a ser el vertical entonces lo
que vamos a hacer es que esto lo vamos a
representar aquí y esto nos va a servir
para la siguiente clase para resolver
los ejercicios cómo lo vamos a hacer
vamos a trazar una línea imaginaria
sobre nuestro objeto sobre nuestro
cuerpo dije anteriormente que la fuerza
van a partir del centro del cuerpo a lo
que se le llama centro de gravedad que
es un tema que lo vamos a ver
ampliamente más adelante entonces en
este centro se le va a llamar el centro
de gravedad ahí va a ser el origen miren
este punto del centro de nuestro
nuestras coordenadas lo vamos a poner
aquí en el centro del objeto donde se
están efectuando las fuerzas luego lo
que vamos a hacer es que la misma fuerza
que está representada en él en el cuerpo
la vamos a pasar para nuestro plano
cartesiano en este caso pasamos la
normal y luego pasamos
el peso que va hacia abajo entonces eso
sería éste sería el diagrama de cuerpo
libre de este esquema miremos otro
esquema tenemos este esquema del plano
inclinado verdad ya sabíamos que esta es
la superficie verdad entonces la línea
perpendicular sería aquí donde está la
normal y el peso siempre en vertical
hacia abajo el primer paso pues va a ser
dibujar nuestro sistema de coordenadas
luego vamos a pasar las líneas
imaginarias sobre nuestro cuerpo en
donde están efectuando las fuerzas o el
que estamos estudiando y luego vamos a
pasar estas fuerzas para nuestro eje
normalmente en los ejercicios nos van a
decir cuántos grados de inclinación
tiene esto pero para efectos de solo
aprender este tema
de graficarlo no lo vamos a utilizar
entonces miren de esa forma pasamos lo
que es la normal
en esta misma dirección y el peso
también en dirección hacia abajo como
esta en esta parte de acá
veamos este último ejemplo en este
ejemplo pues es un poco más complejo
porque aquí ya hay más fuerzas
entonces en primer lugar siempre dibujar
nuestro plano cartesiano el cuerpo donde
se están efectuando las for las fuerzas
o donde el objeto que estamos estudiando
pues es esta refri entonces vamos a
utilizar nuestro sistema imaginario aquí
es sobre la refri en el centro y vamos a
observar
en primer lugar aunque aquí no están
sabemos que hay un peso en la
refrigeradora tiene un peso que va a ir
del centro hacia abajo aquí está
sabemos que pues esta es la superficie y
la perpendicular sería esta entonces del
centro hacia arriba va a estar también
la fuerza normal
tenemos la fuerza
según lo que observamos aquí esta
persona está empujando hacia la derecha
entonces aunque la flechita no es la
tengamos acá arriba
solo nos está indicando la dirección de
la fuerza la vamos a dibujar siempre en
el centro vamos a ubicar en el centro y
a partir de ahí va a salir la fuerza con
dirección a la derecha tenemos también
la aceleración pero la aceleración no la
vamos a graficar porque ésta no es una
fuerza en cambio la normal el peso la
fuerza y en este caso la fricción es así
son fuerzas por lo tanto es así se van a
graficar la aceleración no se va a
graficar y tenemos pues la fricción que
si la fuerza va hacia la derecha la
fricción va a ir hacia la izquierda
entonces igual aunque la flecha está
aquí abajo la vamos a colocar en el
centro donde está el centro de masa y la
vamos a graficar en la misma dirección y
de esa forma tenemos el diagrama de
cuerpo libre
de este esquema bueno gracias por la
atención y espero que les sea de ayuda
para asustar
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