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Fuerza

La Fuerza es aquel fenómeno físico que se encarga de sacar a los cuerpos del estado de reposo o de su situación de movimiento.

La Fuerza es ese “empuje” que modifica el equilibrio estático del cuerpo, para actuar sobre él dirigiéndolo a una forma de movimiento o alterando su desplazamiento.

La Fuerza ha sido inicialmente explicada por el Físico inglés Isaac Newton, en una de sus Leyes.

Segunda Ley de Newton

La Segunda Ley de Newton es la que explica la Fuerza como el impulso requerido para que un cuerpo con determinada masa tome cierta aceleración. Se establece para esta ley una ecuación, que se enuncia:

F = m * a

La Fuerza es el producto de la masa del cuerpo por la aceleración que toma en su movimiento.

Los cuerpos por sí mismos, al tener una masa, ejercen una Fuerza llamada Peso (W). Este es la fuerza que permite que se mantenga “anclado” a la superficie del planeta, gracias a la aceleración de la gravedad.

Fuerza de Gravedad

La Gravitación es la característica del planeta y de todos los cuerpos celestes que provoca que los cuerpos próximos sean atraídos hacia su superficie. El alcance que tiene esta atracción es llamado Campo Gravitacional.

La Fuerza de Gravedad se puede considerar sinónimo del Peso de los Cuerpos, ya que son ellos mismos los que ejercen la fuerza gracias a la Aceleración de la Gravedad (g), que es algo distinto.

La Aceleración de la gravedad es la que toma un cuerpo próximo al planeta Tierra, y tiene un valor de 9.81 m/s2. Significa que, cada segundo, la velocidad del cuerpo en caída libre aumenta en 9.81 m/s. Se aplica la segunda ley de newton para calcular la Fuerza con que los cuerpos se sostienen sobre la superficie del planeta.

La Ecuación para calcular el Peso de un cuerpo es:

W = m * g

Fuerza electrostática

La Fuerza electrostática es parecida a la de gravedad, y es la que ejercen las partículas cargadas eléctricamente al estar próximas entre sí.

La Fuerza electrostática está presente entre las partículas subatómicas, que son los protones, los neutrones y los electrones.

El núcleo del átomo está formado por protones y neutrones. Los protones tienen carga eléctrica positiva. Los neutrones no tienen carga.

Alrededor del núcleo se encuentran orbitando los electrones, que son las partículas subatómicas con carga negativa.

Las cargas positivas de los protones, aglomeradas con los neutrones en el núcleo, son compensadas con las cargas negativas de los electrones.

De acuerdo con los Principios de la Electrostática, las cargas de signo opuesto se atraen, por lo que todas las partículas, protones, electrones y neutrones, se mantendrán constituyendo el átomo y obedeciendo a la estructura.

Gracias a las fuerzas electrostáticas, los electrones no se desprenden de la periferia del átomo.

Fuerza Electrostática

Fuerza de cohesión

La Fuerza de cohesión es aquella que hace que las partículas constituyentes de una sustancia (se encuentre en estado sólido, liquido o gaseoso) estén lo suficientemente próximas y atrayéndose para consolidar la sustancia.

En un gas las fuerzas de cohesión son muy pequeñas, por lo que sus átomos o moléculas se encuentran revoloteando en el recipiente que los contiene. Si no hay contenedor que los confine, se encontrarán libres y ascenderán hasta la atmósfera, sin control.

En un líquido las fuerzas de cohesión son medianas, por lo que sus átomos o moléculas se encuentran relativamente unidos. Si hay un recipiente que los contenga, la sustancia liquida tomará la forma geométrica de éste, y abarcará un volumen así determinado. Si el recipiente se inclina o se rompe, el líquido fluirá hasta encontrar el equilibrio estático, es decir, hasta dejar de moverse.

El líquido Mercurio es el que tiene las mayores fuerzas de cohesión, ya que, por ejemplo, si se le manipula con un bolígrafo u hoja, vuelve siempre a unirse toda su materia, sin llegar a mojar esos objetos.

En un sólido las fuerzas de cohesión son grandes, por lo que sus átomos o moléculas se encuentran sumamente unidos. Ocupan por si mismos un volumen y no fluyen. Tienen una forma geométrica establecida, ya sea regular o irregular.

Fuerza Centrifuga

La Fuerza Centrífuga la experimentan los cuerpos sometidos a un movimiento circular. Cuando se les aplica una aceleración, hay un empuje tal que el cuerpo tiende a salir de la trayectoria circular. Esta tendencia se incrementa cuando la aceleración se hace mayor.

Así ocurre, por ejemplo, con los jugos en una licuadora. Con la fuerza de la navaja, el líquido seria arrojado hacia afuera. La Fuerza Centrífuga ahí se encuentra. Sin embargo, es el vaso de la licuadora el que delimita ese movimiento, y entonces el líquido no escapa.

Fuerza centrifuga en el sistema solar

Fuerza Centrípeta

La Fuerza Centrípeta también la experimentan los cuerpos sometidos a un movimiento circular. Cuando se les aplica una aceleración, hay un empuje hacia el centro del círculo que compensa a la Fuerza Centrífuga, manteniendo al cuerpo en una trayectoria uniforme, circular. Así se genera el equilibrio de fuerzas en el movimiento circular.

El ejemplo más claro de la Fuerza Centrípeta ocurre en el sistema solar. El Sol es el cuerpo celeste con mayor gravitación, por lo que los planetas serán atraídos durante su trayectoria elíptica, compensándose la Fuerza Centrífuga que los haría despegar hacia el vacío.

Fuerza Centripeta en el átomo

Ejemplos de Fuerza

La Fuerza Electrostática fue observada por Henry Cavendish en la balanza de torsión, así estudió las cargas eléctricas.

La Fuerza Electrostática es la que une a los electrones al átomo, siendo atraídas sus cargas negativas por las cargas positivas de los protones en el núcleo.

La Fuerza Centrífuga es aprovechada en el lanzamiento de disco, en los juegos olímpicos.

La Fuerza Centrípeta es la que ejercen las manos al sostener el cuerpo en las barras, al girar en ellas en los juegos olímpicos.

La Fuerza Centrípeta es la que sostiene a los planetas girando alrededor del Sol sin desviarse.

Fuerza es la que se aplica a la Palanca para levantar un objeto más pesado de lo que podemos mover.

Fuerza es la que se opone a las pesas en el gimnasio, cuando las levantamos.

Fuerza es la que se opone a un objeto que se desliza sobre un plano inclinado, para evitar que llegue a otro punto.

Fuerza es la que se aplica en las poleas para levantar objetos pesados.

Las Fuerzas de Cohesión del Mercurio líquido son las más grandes entre los líquidos.

Por : Morris

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