Fuerza es la capacidad, vigor o robustez para mover algo que tiene peso o hace resistencia. Sin embargo, fuerza también puede indicar vitalidad e intensidad, hacer referencia a algún tipo de violencia (física o moral), incluso, puede indicar poder o autoridad. Esta palabra procede del latín fortia.
Por otra parte, en física fuerza es aquella acción o influencia que puede modificar el movimiento o la estructura de un cuerpo.
Características de la fuerza
Las principales características de la fuerza son:
- Puede ser medida en diferentes sistemas de unidades.
- Es una magnitud vectorial por lo que se puede representar gráficamente empleando vectores (flechas).
- Tiene cuatro propiedades fundamentales que son: la intensidad, la dirección, el sentido y el punto de aplicación (superficie donde se aplica la fuerza).
- Se pueden distinguir entre las fuerzas de contacto y las fuerzas a distancia.
- Se pueden distinguir dos fuerzas según su tiempo de duración, de allí que se hable de fuerzas instantáneas, como la fuerza de tensión, o de fuerzas duraderas, como la fuerza de gravedad.
- Los cuerpos reaccionan de diversas maneras ante la aplicación de una fuerza, de allí que algunos puedan ser o no deformados.
Descripción de la fuerza A menudo realizas distintas actividades relacionadas con la fuerza: cuando empujas un carro de juguete, cuando tiras de una cuerda, si sostienes sobre tu mano un vaso, si dejas caer una piedra, entre otras. La fuerza es la acción que se ejerce sobre un cuerpo para cambiar su estado de movimiento. Por ejemplo, si a un cuerpo en reposo se le aplica una fuerza, el cuerpo cambia su estado de quietud y empieza a moverse; si a un cuerpo que venía moviéndose a velocidad constante se le aplica una fuerza, esta cambiará el valor de la velocidad o podrá también cambiar la dirección del movimiento. Recuerda que la velocidad es un vector y para cambiarla puede alterarse su magnitud, su dirección o ambas. En conclusión, para acelerar un cuerpo es necesario aplicar sobre él una fuerza.
Medición de la fuerza La fuerza es una cantidad vectorial, posee dirección y magnitud. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el newton (N) y el instrumento de medida para determinar su magnitud es el dinamómetro, una báscula de resorte que determina el valor de una fuerza específica ejercida sobre un cuerpo. Deslizar una caja hacia la derecha con una fuerza de 10 N no es lo mismo que elevarla desde el suelo con igual fuerza; tampoco es lo mismo empujar un carro con una fuerza hacia la derecha de 20 N que con una fuerza de 60 N.
Fuerza de contacto
Resulta de la interacción entre dos cuerpos a través de un contacto físico entre ellos. Existen distintas clases de fuerza de este tipo, como fuerza de empuje, fuerza de fricción o fuerza de tensión.
Fuerza a distancia
Resulta de la interacción entre dos cuerpos sin que exista contacto físico. Por ejemplo, las fuerzas electromagnéticas y las fuerzas gravitacionales.
Fuerza gravitacional
Es un tipo de fuerza a distancia que se define como un fenómeno físico en el que los cuerpos con una determinada masa se atraen entre ellos siempre que se encuentren dentro de su campo gravitacional. La fuerza gravitacional es especialmente importante en cuerpos de gran masa como los planetas. En este sentido, la gravedad indica el peso de un cuerpo.
Fuerza magnética o electromagnética
Se refiere a la fuerza que tienen los cuerpos cuando sus partículas se atraen o repelen según sus cargas eléctricas. Por ejemplo, los cuerpos que tienen cargas iguales se repelen, y aquellos cuerpos que tienen cargas diferentes se atraen. Cuando este tipo de fuerza ocurre en cuerpos en movimiento se generan campos electromagnéticos.
Fuerza neta
Se define como la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. ¿Un ejemplo? Al patear un balón de fútbol, la pelota despega y se mueve por el aire. En ese momento, hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota. Cuando la pelota comienza a regresar al suelo y finalmente se detiene, hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota también.
Fuerza en Física
La fuerza es un fenómeno físico capaz de modificar la velocidad de desplazamiento, movimiento y/o estructura (deformación) de un cuerpo, según el punto de aplicación, dirección e intensidad dado.
Por ejemplo, acciones como arrastrar, empujar o atraer un objeto conllevan la aplicación de una fuerza que puede modificar el estado de reposo, velocidad o deformar su estructura según sea aplicada.
Asimismo, la fuerza es una magnitud vectorial medible que se representa con la letra ‘F’ y su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Newton ‘N’, denominado así en honor a Isaac Newton, quien describió en su Segunda Ley de Movimiento cómo la fuerza tiene relación con la masa y la aceleración de cuerpo.
Por ejemplo, a mayor masa mayor será la fuerza a ejercer sobre el objeto para lograr moverlo o modificarlo.
Fórmula para calcular la fuerza
La fuerza se calcula con la siguiente fórmula: F = m • a.
- F: fuerza necesaria para mover un cuerpo u objeto (en el Sistema Internacional se calcula en Newton).
- m: masa de un cuerpo (en el Sistema Internacional se calcula en kilogramos).
- a: unidad de aceleración (en el Sistema Internacional se calcula en metros por segundo al cuadrado m/s2).
Por tanto, si aplicamos los valores del Sistema Internacional la fórmula se expresaría de la siguiente manera: N = Kg ∙ m/s2.
Es decir, un Newton representa la fuerza que se aplica sobre una masa (1 Kg), y genera una aceleración de (1 m/s2).
Fuerza y movimiento