EQUILIBRIO DE FUERZAS
LA FUERZA NORMAL
¿Qué es la fuerza normal?
¿Alguna vez te has volteado demasiado rápido y caminado derechito a una pared? Yo sí. Duele y me hace sentir tonto. Podemos culpar a la fuerza normal por el dolor que sentimos cuando chocamos contra objetos sólidos. La fuerza normal es la fuerza que las superficies ejercen para prevenir que los objetos sólidos se atraviesen entre sí.
La fuerza normal es una fuerza de contacto. Si dos superficies no están en contacto, no pueden ejercer fuerza normal una sobre la otra. Por ejemplo, las superficies de una mesa y una caja no ejercen fuerza normal la una sobre la otra si no están en contacto.
Sin embargo, cuando dos superficies están en contacto (por ejemplo, la caja y la mesa), ejercen fuerza normal la una sobre la otra, perpendicular a las superficies de contacto. Esta fuerza normal será tan grande como sea necesario para prevenir que las superficies se penetren.
La palabra "normal" en fuerza normal no se refiriere a ordinaria o común. En este contexto, "normal" se refiere a perpendicular. Esto es porque la fuerza normal, usualmente representada por F, start subscript, n, end subscript o simplemente N, es una fuerza en dirección perpendicular a las dos superficies en contacto. Tiene sentido que las fuerzas sean perpendiculares a las superficies, pues la fuerza normal es la que previene que los objetos se atraviesen el uno al otro. Las superficies también pueden ejercer fuerzas de contacto en dirección paralela a ellas mismas, pero a estas fuerzas las llamamos fuerzas de fricción (ya que trabajan para prevenir que las superficies se deslicen entre ellas) en vez de llamarlas fuerzas normales.
LA FUERZA DE ROZAMIENTO O FRICCIÓN
¿Qué son las fuerzas de fricción estática y dinámica?
Estacionar tu automóvil en las empinadas colinas de San Francisco da miedo, y sería imposible sin la fuerza de fricción estática.
La fuerza de fricción estática F, start subscript, s, end subscript es una fuerza entre dos superficies que impide que estas se deslicen o resbalen una sobre la otra. Esta es la misma fuerza que te permite acelerar hacia adelante cuando corres. Tu pie plantado en el suelo puede agarrarse a este y empujarlo hacia atrás, lo que provoca que el suelo empuje tu pie hacia adelante. Le llamamos fuerza de fricción estática a este tipo de fricción "de agarre", donde las superficies no pueden deslizarse una sobre la otra. Si no hubiera ningún tipo de fricción entre tu pie y el suelo, serías incapaz de empujarte hacia adelante al correr, y terminarías trotando en el mismo lugar (de la misma forma que si trataras de correr en hielo muy resbaloso).
Ahora, si estacionas tu automóvil en una colina muy empinada, o si estás siendo empujado por un luchador de sumo, probablemente comenzarás a deslizarte. Aún cuando dos superficies se deslicen una sobre la otra, puede haber una fuerza de fricción ente ellas, pero a esta la llamamos fuerza de fricción dinámica o cinética. La fuerza de fricción dinámica F, start subscript, d, end subscript, siempre se opone al deslizamiento y trata de reducir la rapidez a la cual las superficies se deslizan una sobre la otra. Por ejemplo, una persona barriéndose a segunda base durante un juego de béisbol está usando la fuerza de fricción dinámica para frenarse. Si no hubiera fricción dinámica, el jugador de béisbol continuaría deslizándose (sí, esto haría que robar bases fuera extremadamente difícil).
LA TENSION
¿Qué significa la tensión?
Todos los objetos físicos que están en contacto pueden ejercer fuerzas entre ellos. A estas fuerzas de contacto les damos diferentes nombres, basados en los diferentes tipos de objetos en contacto. Si la fuerza es ejercida por una cuerda, un hilo, una cadena o un cable, la llamamos tensión.
Las cuerdas y los cables son útiles para ejercer fuerzas, ya que pueden transferir una fuerza de manera eficiente sobre una distancia significativa (por ejemplo, la longitud de la cuerda). Un trineo puede ser jalado por un equipo de huskies siberianos por medio de cuerdas atadas a estos, que les permiten correr con un mayor rango de movimiento comparado con el que tendrían si tuvieran que empujar el trineo por su parte trasera usando la fuerza normal (sí, este sería el equipo de trineo de perros más patético de la historia).
Es importante observar que la tensión es una fuerza de tracción, pues las cuerdas no pueden empujar de forma efectiva. Tratar de empujar con una cuerda provocaría que se afloje y pierda la tensión que le permitiría jalar en primer lugar. Esto puede sonar obvio, pero cuando llega el tiempo de dibujar las fuerzas que actúan sobre un objeto, la gente a menudo dibuja las fuerzas de tensión en la dirección equivocada, así que recuerda que la tensión solo puede jalar a un objeto.
EL MOVIMIENTO
Aquí les presentamos un vídeo con varios temas sobre movimiento.
Comentarios
Publicar un comentario