TRES IDEAS FUNDAMENTALES SOBRE LAS FUERZAS

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  • 1. ¿CUÁLES SON LAS REGLAS DEL MOVIMIENTO ? TRES IDEAS FUNDAMENTALES SOBRE LAS FUERZAS María Luisa y su familia fueron al circo. Se divirtieron mucho cuando vieron entrar a los payasos en unos pequeños carritos y cómo salían disparados hacia adelante cuando frenaban. Miguel, el hermano más pequeño, quedó asombrado cuando vio a una joven colgar sólo de una liga y hacer piruetas en el aire
  • 2. Para terminar el espectáculo, el momento más esperado... ¡el hombre bala entró a la pista! Después de un conteo, ¡pum!, salió disparado por los aires para caer en una red colocada en el extremo de la carpa. Cuando salieron de la función, todos estaban asombrados y varias preguntas rondaban por sus cabezas: ● ¿por qué los payasos salían disparados cuando frenaban?, ● ¿cómo pudo la joven mantenerse colgada de la liga sin caer al piso?, ● ¿cómo hizo el hombre bala para salir disparado del cañón? ● ¿Qué es una fuerza y cómo se relaciona con el movimiento de los cuerpos? ● ¿Cómo se puede medir la magnitud de las fuerzas? ● ¿En qué momento se puede decir que actúa una fuerza?
  • 3. Una de las primeras personas que se dedicó a estudiar la relación de las fuerzas y el movimiento fue el filósofo griego Aristóteles. Aristóteles afirmaba que el estado natural de los cuerpos es el reposo y que para moverlos se necesitaba una fuerza. Por ejemplo, para frenar una carreta no se necesitaba ninguna fuerza, porque tarde o temprano se detendría de manera natural. Durante muchos siglos, las ideas de Aristóteles fueron aceptadas sin que se cuestionaran pues, en esa época se consideraba que para estudiar la realidad y explicarla, bastaba con realizar un análisis razonado sin comprobar las ideas. En el siglo XVI, durante el Renacimiento, en Europa surgieron nuevas corrientes de pensamiento que llevaron a los científicos a cuestionar las ideas postuladas en la Antigüedad. Uno de los principales científicos de esa época fue el italiano Galileo Galilei, quien para probar sus ideas comenzó a realizar experimentos. A diferencia de Aristóteles, Galileo pensó que si a un objeto en movimiento se le dejaban de aplicar las fuerzas, éste se mantendría en movimiento uniforme. Años después, el científico británico Isaac Newton (1642-1727) confirmó las ideas de Galileo y estableció unas reglas sobre el movimiento, las cuales ahora conocemos como leyes de Newton. De este modo, Galileo y Newton descubrieron e interpretaron correctamente cómo actúan las fuerzas para cambiar el movimiento de cualquier objeto en el universo.
  • 4. ¿Cómo medimos las fuerzas? Como hemos revisado en las páginas anteriores, las fuerzas son producto de la interacción de cuando menos dos cuerpos (objetos o seres vivos), por lo que siempre se presentan en pares. Por ejemplo, cuando se empuja una caja hay una fuerza que la desliza y otra que se opone al movimiento, la de fricción, y cuando un libro está sobre una mesa, actúan la fuerza de gravedad que lo atrae hacia el centro de la Tierra, y la fuerza normal que tiene sentido contrario. Las fuerzas son las causantes de que un cuerpo esté en reposo (en movimiento constante en línea recta) y que cambien su movimiento o estado de reposo. También determinan cómo se mueven los cuerpos y cuál es su trayectoria. Como sabes, las fuerzas son cantidades vectoriales, lo cual quiere decir que tienen magnitud, dirección y sentido. Para medirlas se usa un instrumento llamado dinamómetro. Un dinamómetro consiste en un resorte del que se cuelga una masa y una escala que marca la cantidad de fuerza conforme se estira el resorte (Se usa un resorte porque la distancia que este se estira es proporcional a la fuerza que se le aplica. La unidad usada para medir las fuerzas en el Sistema Internacional de Unidades (SI) es el newton, que se abrevia con la letra N y es una unidad derivada, porque se define con base en otras llamadas fundamentales. Así, un newton se expresa de esta forma: 1 N = 1 kg × m/s2. Como puedes observar, en la definición de newton se emplean las unidades de masa (kg) y de aceleración (m/s2) porque es la aceleración con la que cae un cuerpo de 1 kilogramo. Para tener una idea aproximada de lo que es un newton, podemos decir que este equivale a la fuerza con que cae una manzana en nuestro planeta. Otra unidad más pequeña, no incluida en el SI, para medir las fuerzas es la dina, 1 dina = 1 g × cm/s2.
  • 5. ¿Qué ocurre cuando no actúan fuerzas sobre los cuerpos? Cuando viajas en un autobús, parado o sentado, y este frena bruscamente, tiendes a seguir con tu movimiento original, el que compartías con el camión .
  • 6. De igual forma, si el autobús acelera, el impulso es hacia atrás. También, si toma una curva hacia la derecha, te empujará hacia la izquierda contra otra persona o la pared del camión; si la curva es hacia la izquierda, te moverás hacia la derecha. En los ejemplos anteriores se observa la tendencia de los cuerpos a permanecer en movimiento o la resistencia u oposición que presentan para cambiarlo. Esta propiedad se llama inercia.