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Definición de Fuerza en la Física, Fuerza y ​​las leyes del movimiento de Newton

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La fuerza es una descripción cuantitativa de una interacción que causa un cambio en el movimiento de un objeto.

Un objeto puede acelerar, ralentizar o cambiar de dirección en respuesta a una fuerza. Dicho de otra manera, la fuerza es cualquier acción que tiende a mantener o alterar el movimiento de un cuerpo o distorsionarlo. Los objetos son empujados o tirados por fuerzas que actúan sobre ellos.

La fuerza de contacto se define como la fuerza ejercida cuando dos objetos físicos entran en contacto directo entre sí. Otras fuerzas, como la gravedad y las fuerzas electromagnéticas, pueden ejercer incluso a través del vacío vacío del espacio.

Puntos clave: Términos clave

El Newton (N) es la unidad de fuerza dentro del sistema internacional de unidades (SI). La fuerza también puede ser representada por el símbolo F.

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Hay dos tipos de fuerzas: las fuerzas de contacto, que tienen lugar cuando los objetos se tocan entre sí, y las fuerzas sin contacto, donde los objetos no se tocan entre sí.

Las fuerzas de contacto pueden clasificarse según seis tipos: tensión, resorte, reacción normal, fricción, fricción del aire y peso.

Las fuerzas sin contacto pueden clasificarse según tres tipos: gravitacional, eléctrico y magnético.

Unidades de fuerza

La fuerza es un vector; Tiene dirección y magnitud. La unidad SI para la fuerza es el newton (N). Un newton de fuerza es igual a 1 kg * m / s2 (donde el símbolo «*» significa «veces»).

La fuerza es proporcional a la aceleración, que se define como la tasa de cambio de velocidad. En términos de cálculo, la fuerza es la derivada del impulso con respecto al tiempo.

Contacto vs. Fuerza Sin Contacto

Hay dos tipos de fuerzas en el universo: contacto y no contacto, explica Toppr, un sitio web de educación. Las fuerzas de contacto, como su nombre lo indica, tienen lugar cuando los objetos se tocan entre sí, como patear una pelota (un objeto, su pie, toca el otro objeto, la pelota), mientras que las fuerzas sin contacto son aquellas en las que los objetos no se tocan entre sí.

Las fuerzas de contacto se pueden clasificar de acuerdo con seis tipos diferentes, dice Toppr: tensional, como una cuerda que se tensa; resorte, como la fuerza ejercida cuando se comprimen dos extremos de un resorte; reacción normal, donde un cuerpo «proporciona una reacción» a una fuerza ejercida sobre él, como una pelota que rebota en un asfalto; fricción, la fuerza ejercida cuando un objeto se mueve a través de otro, como una bola que rueda sobre un asfalto; fricción del aire, la fricción que se produce cuando un objeto se mueve a través del aire; y peso, donde un cuerpo es arrastrado hacia el centro de la Tierra debido a la gravedad.

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Las fuerzas sin contacto pueden clasificarse según tres tipos, dice Toppr: gravitacional, que se deben a la «atracción gravitatoria entre dos cuerpos»; eléctricos, que se deben a las cargas eléctricas presentes en dos cuerpos; y magnético, que se produce debido a las propiedades magnéticas de dos cuerpos, como los polos opuestos de dos imanes que se atraen entre sí.

Fuerza y ​​las leyes del movimiento de Newton

El concepto de fuerza fue originalmente definido por Sir Isaac Newton en sus tres leyes del movimiento. Explicó la gravedad como una fuerza atractiva entre cuerpos que poseían masa. Sin embargo, la gravedad dentro de la relatividad general de Einstein no requiere fuerza.

La primera ley de movimiento de Newton dice que un objeto continuará moviéndose a una velocidad constante a menos que sea accionado por una fuerza externa. Los objetos en movimiento permanecen en movimiento hasta que una fuerza actúa sobre ellos. Esto es inercia. No acelerarán, disminuirán o cambiarán de dirección hasta que algo actúe sobre ellos.

La segunda ley de movimiento de Newton dice que la fuerza es directamente proporcional a la aceleración (la tasa de cambio de momento) para una masa constante. Mientras tanto, la aceleración es inversamente proporcional a la masa. Esta ley es útil para medir fuerzas. Si conoces dos de los factores, puedes calcular el tercero. También sabes que si un objeto está acelerando, debe haber una fuerza que actúa sobre él.

La Tercera Ley del Movimiento de Newton se relaciona con las interacciones entre dos objetos. Dice que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, tiene el mismo efecto en el objeto que produjo la fuerza pero en la dirección opuesta. Las fuerzas de acción y reacción suceden al mismo tiempo. Si tiras de una cuerda, la cuerda te tira hacia atrás.

Fuerzas fundamentales

Hay cuatro fuerzas fundamentales que gobiernan las interacciones de los sistemas físicos. Los científicos continúan persiguiendo una teoría unificada de estas fuerzas:

  • La gravitación es la fuerza que actúa entre las masas. Todas las partículas experimentan la fuerza de la gravedad. Si bien el gravitón se ha propuesto como la gravedad mediadora de partículas, aún no se ha observado.
  • La fuerza electromagnética actúa entre cargas eléctricas. La partícula mediadora es el fotón.
  • La fuerza nuclear fuerte mantiene unido el núcleo del átomo, mediado por los gluones que actúan sobre los quarks, los antiquarks y los gluones.
  • Además, la fuerza nuclear débil está mediada por el intercambio de bosones W y Z y se ve en la desintegración beta de los neutrones en el núcleo. (Un bosón es un tipo de partícula que obedece las reglas de las estadísticas de Bose-Einstein). A temperaturas muy altas, la fuerza débil y la fuerza electromagnética son indistinguibles.

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