Curso de Física. Tema 2: Dinámica. 2.2 Tipos de fuerzas

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23 Nov 201609:32

Summary

TLDREn este vídeo se explican las fuerzas fundamentales en problemas de dinámica, incluyendo el peso, la fuerza normal, el rozamiento (estático y dinámico), la tensión, la fuerza elástica y la centrípeta. Se resalta que el peso es la fuerza de atracción terrestre, siempre vertical hacia abajo. La fuerza normal es perpendicular a la superficie de apoyo. El rozamiento, que se opone al movimiento, depende del coeficiente de rozamiento multiplicado por la fuerza normal. La tensión en cables o cuerdas se transmite uniformemente en oposición a la fuerza aplicada. La fuerza elástica se produce en cuerpos elásticos y se contrapone a la deformación. Finalmente, la fuerza centrípeta asociada con la aceleración en movimientos curvilíneos, apuntando hacia el centro de la trayectoria.

Takeaways

📚 Las fuerzas más comunes en la dinámica incluyen el peso, la fuerza normal, el rozamiento, la tensión, la fuerza elástica y la fuerza centrípeta.
🌐 El peso es la fuerza de atracción de la Tierra hacia un cuerpo y siempre apunta verticalmente hacia abajo, independientemente de la inclinación de la superficie.
📉 El peso se calcula como la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración debido a la gravedad (m * g), con g comúnmente tomada como 9,8 m/s² en la superficie terrestre.
🔄 La fuerza normal es la reacción de una superficie sobre un objeto en contacto, siempre perpendicular a dicha superficie.
🚫 El rozamiento es una fuerza paralela a la superficie de contacto que impide el movimiento de un cuerpo sobre otro; su valor depende del coeficiente de rozamiento y la fuerza normal.
⚖️ La tensión es una fuerza que se transmite a lo largo de una cuerda o cable tenso, y su dirección es opuesta a la fuerza aplicada.
🔗 La fuerza elástica se produce en cuerpos elásticos como muelles y es opuesta a la dirección de la deformación del cuerpo.
🌌 La fuerza centrípeta está asociada con la aceleración de un cuerpo en movimiento curvilíneo, apuntando hacia el centro de la curva descrita.
🔢 La fuerza centrípeta se calcula como la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración centrípeta, que a su vez es la velocidad al cuadrado dividida por el radio de curvatura.
📈 Es fundamental comprender la dirección y el sentido de estas fuerzas para resolver problemas dinámicos, ya que afectan el movimiento y la estabilidad de los cuerpos.

Q & A

¿Cuáles son las fuerzas más comunes en los problemas de dinámica que se presentan en el apartado 2.2 del guion?
-Las fuerzas más comunes en los problemas de dinámica son el peso, la fuerza normal, la fuerza de rozamiento (estático o dinámico), la tensión, la fuerza elástica y la fuerza centrípeta.
¿Cómo se define la dirección del peso y cómo varía con la inclinación de una superficie?
-El peso es la fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo y siempre apunta verticalmente hacia abajo, independientemente de la inclinación de la superficie sobre la que se encuentre el cuerpo.
¿Cómo se calcula el peso de un cuerpo y cuál es su relación con la masa y la aceleración de la gravedad?
-El peso de un cuerpo se calcula como la multiplicación de su masa (m) por la aceleración de la gravedad (g), es decir, peso = m * g. La masa se conoce en kilogramos y la aceleración de la gravedad, cerca de la superficie terrestre, se toma como 9.8 m/s².
¿Qué es la fuerza normal y cómo se relaciona con la superficie de apoyo?
-La fuerza normal es la fuerza que ejerce una superficie sobre un objeto apoyado en ella, siempre perpendicular a la superficie de apoyo, ya sea plana o inclinada.
¿Cómo se determina la dirección de la fuerza de rozamiento y en qué casos se debe tener en cuenta?
-La fuerza de rozamiento es paralela a la superficie de contacto y su sentido es opuesto al del movimiento o intento de movimiento. Se debe tener en cuenta en problemas de dinámica cuando se mueva o se intente mover un objeto sobre otra superficie.
¿Cuál es la relación entre la fuerza de rozamiento y la fuerza normal?
-La fuerza de rozamiento es igual al coeficiente de rozamiento multiplicado por la fuerza normal.
¿Qué diferencia hay entre el rozamiento estático y el dinámico?
-El rozamiento estático es la fuerza que impide el inicio del movimiento entre dos cuerpos, mientras que el rozamiento dinámico actúa una vez que los cuerpos están en movimiento. Tienen coeficientes de rozamiento diferentes.
¿Cómo se define la tensión y en qué dirección actúa?
-La tensión es una fuerza que aparece cuando se aplican fuerzas que tensan cables o cuerdas, y se transmite por toda su longitud con igual intensidad. Actúa en la dirección de la cuerda y su sentido es contrario a la fuerza que se ejerce sobre ella.
¿Cómo se calcula la fuerza elástica y qué tipo de cuerpos la presentan?
-La fuerza elástica se calcula como la constante elástica (k) multiplicada por la variación en la longitud del cuerpo elástico (x). Se da en cuerpos que pueden recuperar su forma después de ser deformados, como un muelle.
¿Cuál es la dirección y el significado de la fuerza centrípeta en movimientos curvilíneos?
-La fuerza centrípeta está dirigida hacia el centro de la curva que describe el cuerpo en movimiento curvilineo y está asociada con la aceleración centrípeta, que es la aceleración que cambia la dirección de la velocidad del cuerpo.

Outlines

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📚 Fuerzas comunes en la dinámica

El primer párrafo del guion del video trata sobre las fuerzas que suelen aparecer en los problemas de dinámica. Se destaca la importancia de conocer cómo actúan y la dirección de estas fuerzas. Se mencionan fuerzas como el peso, la fuerza normal, el rozamiento (estático y dinámico), la tensión, la fuerza elástica y la fuerza centrípeta. El peso es la fuerza de atracción terrestre, siempre vertical y hacia abajo, y se calcula como la masa del cuerpo multiplicada por la aceleración de la gravedad (g), que puede variar dependiendo de la ubicación. La fuerza normal es la reacción de una superficie sobre un objeto en contacto, siempre perpendicular a la superficie. El rozamiento es una fuerza que impide el movimiento entre superficies en contacto y se opone al movimiento, con una expresión matemática que incluye el coeficiente de rozamiento y la fuerza normal. Además, se menciona la diferencia entre rozamiento estático y dinámico, y cómo se calcula el valor de la fuerza de rozamiento.

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🔗 Tensión, fuerza elástica y fuerza centrípeta

El segundo párrafo se centra en la tensión, la fuerza elástica y la fuerza centrípeta. La tensión es la fuerza que se transmite a lo largo de una cuerda o cable, y su dirección es contraria a la fuerza ejercida sobre la cuerda. Se ejemplifica con cuerpos colgados, poleas y personas tirando de una cuerda. La fuerza elástica es similar a la tensión, pero se da en cuerpos elásticos que pueden recuperar su forma original, como un muelle, y se calcula con una constante elástica y la deformación del muelle. Finalmente, la fuerza centrípeta se asocia con la aceleración de un cuerpo en movimiento curvilíneo, como en el giro de planetas o la rotación de un objeto, y está dirigida hacia el centro de la curva. Se describe cómo se calcula la fuerza centrípeta y se sugiere tomar nota de toda la información presentada para resolver futuros problemas de dinámica.

Mindmap

Keywords

💡Fuerza peso

La fuerza peso es la atracción que la Tierra ejerce sobre un cuerpo, y es una de las fuerzas fundamentales en la dinámica. En el guion, se menciona que 'el peso es la fuerza con la que la tierra atrae a un cuerpo' y siempre apunta verticalmente hacia abajo. Es crucial para entender la dinámica ya que influye en la manera en que los cuerpos se desplazan o se mantienen en reposo sobre la superficie terrestre. Por ejemplo, en el guion se ilustra cómo el peso de un bloque apunta hacia abajo, independientemente de si está sobre una superficie plana o inclinada.

💡Fuerza normal

La fuerza normal es la reacción de una superficie sobre un objeto en contacto con ella, y siempre es perpendicular a dicha superficie. Se destaca en el guion que 'la fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie de apoyo'. Esta fuerza es esencial para comprender cómo los objetos se sostienen en diferentes superficies y es un componente clave en la resolución de problemas de estabilidad y equilibrio.

💡Fuerza de rozamiento

La fuerza de rozamiento es la que se opone al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. El guion lo describe como una fuerza que 'siempre está presente entre dos superficies en contacto cuando se mueve o se intenta mover una respecto a otra'. Existen dos tipos: estático y dinámico, y su valor se calcula como 'el coeficiente de rozamiento multiplicado por la fuerza normal'. Esta fuerza es crucial en la dinámica ya que influye en la facilidad con la que los objetos se pueden mover o detener.

💡Tensión

La tensión se refiere a la fuerza que se transmite a lo largo de un objeto flexible, como un cable o una cuerda, cuando se tensa. El guion menciona que 'la tensión es una fuerza que aparece cuando se aplican fuerzas que tensan cables o cuerdas'. La dirección de la tensión es a lo largo de la cuerda y su sentido es contrario a la fuerza ejercida sobre la cuerda, lo cual es fundamental para entender cómo se distribuyen las fuerzas en sistemas de cuerdas y cables.

💡Fuerza elástica

La fuerza elástica es la que se genera en un cuerpo elástico cuando este sufre una deformación. El guion lo explica diciendo que 'se da cuando de formamos un cuerpo elástico, es decir, un cuerpo que puede recuperar su forma después de deformarlo'. Un ejemplo común es un muelle, donde 'el muelle va a responder a la fuerza que le aplicamos con otra fuerza de sentido contrario'. Esta fuerza es fundamental en la comprensión de cómo los materiales responden al estiramiento o compresión.

💡Fuerza centrípeta

La fuerza centrípeta es la que actúa en un cuerpo que describe una trayectoria curvilínea, y está directamente relacionada con la aceleración centrípeta. El guion la describe como 'la fuerza que asociamos con la aceleración centrípeta' y señala que 'está dirigida hacia el centro de la curva'. Esta fuerza es crucial para entender movimientos circulares y orbitales, como los de los planetas alrededor del Sol.

💡Aceleración de la gravedad (g)

La aceleración de la gravedad es la velocidad adquirida por un objeto en caída libre hacia la Tierra en un lapso de tiempo unitario. En el guion, se menciona que 'g es la aceleración de la gravedad que cerca de la superficie terrestre se suele tomar como 9,8 metros por segundo cuadrado'. Este valor es fundamental para calcular el peso de un objeto y es un dato clave en la física dinámica.

💡Coeficiente de rozamiento

El coeficiente de rozamiento es un número sin dimensiones que indica la resistencia al movimiento relativo entre dos superficies. El guion lo describe como 'un número sin dimensiones, es decir, un número sin unidad, que tiene que ver con las superficies en contacto'. Este coeficiente es crucial para determinar la magnitud de la fuerza de rozamiento y varía dependiendo de las superficies en contacto.

💡Movimiento curvilineo

El movimiento curvilineo se refiere a la trayectoria de un objeto que describe una curva en el espacio. El guion lo menciona en el contexto de la fuerza centrípeta, diciendo que 'cuando un cuerpo describe una curva, siempre tendrá aceleración normal o aceleración centrípeta'. Este concepto es fundamental para entender la dinámica de los cuerpos en movimientos no rectilíneos, como los de los vehículos en curvas o los satélites en órbita.

💡Constante elástica (k)

La constante elástica es una propiedad de un cuerpo elástico que indica su capacidad para resistir la deformación. El guion la menciona al explicar la fuerza elástica, diciendo que 'el valor de la fuerza elástica podemos calcularlo con la expresión k * Δx, donde k es la constante elástica del muelle'. Esta constante es esencial para calcular la fuerza que un muelle o cualquier otro cuerpo elástico ejerce cuando se deforma.

Highlights

Presentación de las fuerzas comunes en problemas de dinámica.

Importancia de conocer la dirección y el sentido de las fuerzas en dinámica.

Explicación de la fuerza peso y su dirección vertical hacia abajo.

Fórmula del peso: peso = masa × aceleración de la gravedad (g).

La aceleración de la gravedad (g) y sus valores típicos cerca de la superficie terrestre.

La fuerza normal, ejercida por una superficie sobre un objeto apoyado.

La fuerza normal es perpendicular a la superficie de apoyo.

La fuerza de rozamiento, su causa y su dirección opuesta al movimiento.

Fórmula de la fuerza de rozamiento: rozamiento = coeficiente de rozamiento × fuerza normal.

Diferenciación entre rozamiento estático y dinámico.

La tensión en cables o cuerdas y su dirección.

Fuerza elástica en cuerpos elásticos y su relación con la deformación.

Fórmula de la fuerza elástica: fuerza elástica = constante elástica × variación de la longitud.

Fuerza centrípeta en movimientos curvilíneos y su dirección hacia el centro de la curva.

Fórmula de la fuerza centrípeta: fuerza centrípeta = masa × aceleración centrípeta.

Importancia de recordar la información de las fuerzas para resolver problemas de dinámica.