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Fuerza, Masa y Aceleracion

Preguntas frecuentes sobre Fuerzas

P.-¿Qué es fuerza neta?

R.-Aunque en ciertos casos puede actuar una sola fuerza sobre un cuerpo, lo que ocurre comúnmente es que actúan dos o más fuerzas sobre un cuerpo. La fuerza neta viene a ser la resultante que se obtiene al sumar todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Al momento de calcular la aceleración de un cuerpo debe utilizarse la fuerza neta para obtener un resultado correcto. En el caso de que sobre el cuerpo actúe una sola fuerza, la fuerza neta será igual a la fuerza aplicada. Recordemos que la fuerza neta es la que puede acelerar un cuerpo al cambiar su magnitud, su rapidez o modificar la dirección.

P.-¿Qué es una fuerza normal?

R.-La fuerza normal es la fuerza ejercida por una superficie sobre un cuerpo que se encuentre apoyado en ella, en reacción al peso que tiene que soportar. La fuerza normal suele ser representada graficando un vector perpendicular al plano de la superficie de contacto y en dirección contraria al peso que soporta.

P.-¿Qué relación hay entre la fuerza neta y la aceleración?

R.-Mientras mayor sea la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo de masa constante, mayor será la aceleración que alcanzará el cuerpo. Dicho de otra manera, al duplicar la fuerza neta, se duplicará la aceleración. El enunciado de este comportamiento se expresa diciendo que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el mismo.

P.-¿Qué relación hay entre la masa y la aceleración?

R.-La relación que existe es que mientras mayor sea la masa de un cuerpo, menor será la aceleración que alcanzará el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. El caso contrario también es cierto: mientras menor sea la masa de un cuerpo, mayor será la aceleración que alcanzará el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. Dicho de otra forma, la aceleración dependerá de la masa del cuerpo si aplicamos siempre una misma fuerza.

P.-Si un cuerpo no tiene aceleración, ¿Se puede decir que no hay fuerzas actuando sobre el mismo?

Aunque es cierto que un cuerpo no acelerará si no hay fuerzas aplicadas sobre el mismo, también puede ocurrir que existan varias fuerzas aplicadas sobre el cuerpo pero que estén balanceadas entre sí (es decir, son fuerzas que tienen igual magnitud pero direcciones opuestas por lo que ellas mismas se anulan), por lo que la fuerza neta será cero y por tanto el cuerpo no acelerará.

Masa Peso Volumen (II)

Preguntas frecuentes sobre Fuerzas

P.-Para evitar ser alcanzado por un búfalo de gran tamaño un hombre se mueve en zig-zag. Explique por qué esta táctica puede dar resultados.

R.-Debido a que el búfalo posee una masa mayor que la del hombre, al búfalo se le hará mas difícil dominar el movimiento en zig-zag, ya que según el principio de la inercia al tratar de hacer el cambio de dirección la masa del búfalo tenderá a seguir en línea recta. Por lo tanto el búfalo necesitará mucha más fuerza que el hombre para que su cuerpo de gran masa cambie de dirección y mantenga su rápidez.

P.-¿Cómo se compara la masa de un objeto en la tierra y en la luna?¿Cómo se compara su peso?

R.-El peso necesariamente varía con la gravedad…, es decir, una persona no "pesa" igual acá en la tierra, donde la fuerza gravitatoria vale 9,8 m/s2, que en la luna, donde su valor es mucho menor.

Es posible asegurar que la masa de un cuerpo no cambia ni en la tierra ni en la luna, pero el peso será diferente porque las fuerzas de gravedad son distintas.

P.-¿Cuál es el peso de una gandola en el espacio libre?

R.-Debido a que en el espacio no existe fuerza de gravedad (o es muy débil), podemos asegurar que una gandola no pesa absolutamente nada en el espacio exterior.

P.-Un cuerpo grande de latas vacías de refrescos es compactado para ser transportado hasta la planta de reciclaje. ¿Cambio el volumen total?, ¿La masa?, ¿El peso?, ¿La inercia?.

R.-Es más que evidente que el volumen total si cambia, puesto que se ha aplicado una fuerza que deforma a la lata, reduciendo su volumen. Los demás valores como la masa, el peso y la inercia permanecerán sin cambios, debido a que la masa no varía (solo se comprime la lata, no se rompe ni se le quita un pedazo), y ya que tanto la inercia como el peso dependen de la masa, ambos parámetros deben necesariamente permanecer constantes.

P.-¿Por qué es mas difícil detener a una gandola que a un automóvil, si alguno de ello sufre una avería en los frenos?

R.-Debido a la inercia. A mayor masa existirá mayor inercia, es decir, será mas difícil, hablando en términos de fuerza, detener a un objeto que se mueve con una gran masa que a uno con una masa pequeña.

P.-Si se duplica la masa que contiene una caja de madera, ¿Se duplica su inercia? ¿se duplica su peso?

R.-Si tanto la inercia como el peso dependen de la masa,al duplicar la masa, tanto el peso como la inercia aumentarán.

P.-¿Qué pesa más: 1 kg de clavos en la luna o 1 kg de algodón en la tierra?

R.-Ya que el peso es el producto de la masa por la gravedad, haría falta saber cual es la gravedad de la luna para poder decir cual es el peso de los clavos en la luna. Sin embargo, cabe decir que ambas masas son iguales por lo que con seguridad el kilo de algodón tendría mayor peso en la tierra que el kilo de clavos en la luna, ya que la gravedad en la luna es menor que la que existe en la tierra.

Masa Peso Volumen (I)

Preguntas frecuentes sobre Fuerzas

P.-¿Por qué se siente una sensación extraña cuando un ascensor que sube, se detiene bruscamente en un piso de un edificio?

R.-Esa sensación extraña se debe a la existencia de la Ley de Inercia. Al estar todo nuestro cuerpo en movimiento, este tendrá la tendencia a permanecer en movimiento. Cuando al estar subiendo repentinamente se detiene el ascensor, nuestro cuerpo internamente tenderá a seguir subiendo. Es decir, nuestros órganos internos y nuestra sangre sufren un ligero desplazamiento hacia arriba, cuando el ascensor se detiene, ocasionado por este principio de inercia.

P.-¿Qué es una fuerza no balanceada? Dé ejemplos de fuerza no balanceada y balanceada

R.-Una fuerza no balanceada es aquella fuerza que hace variar el estado de movimiento de un cuerpo, es decir, la que produce la aceleración de un cuerpo. Una "fuerza no balanceada" puede ser la que impulsa una bala al salir de un fusil, mientras que una fuerza balanceada puede ser la fuerza normal.

P.-¿Qué es un diagrama de cuerpo libre?

R.-Un diagrama de cuerpo libre es una especie de croquis que se representa sobre un eje de coordenadas. En el croquis deben indicarse absolutamente todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Es al resultado de esta representación a la que se le denomina diagrama de cuerpo libre.

P.-¿Cuál es el concepto de masa? ¿Cómo se relaciona con el concepto de inercia?

R.-La masa es una medida de la cantidad de material que posee un cuerpo. La masa también constituye una medida de la inercia de un cuerpo. Mientras mayor sea la masa, mayor será la fuerza necesaria para mover el objeto. Es decir, será más difícil variar su estado de movimiento.

P.-¿Qué mide el volumen de un cuerpo? ¿A mayor volumen hay más masa?

R.-El volumen de un cuerpo mide el espacio que este ocupa. Sin embargo, no siempre se cumple que a mayor volumen habrá mayor masa, puesto que entre ambas propiedades hay que considerar una tercera propiedad que se conoce como densidad que indica cuanta masa tendrá cierto volumen de un material cualquiera.

P.-¿Qué es el peso? ¿Cuál es la diferencia con la masa?

R.-El peso de un cuerpo no es otra cosa que la fuerza de atracción gravitacional que ejerce la tierra sobre los cuerpos que están a su alrededor. El peso es muy diferente a la masa, ya que esta sólo es una medida de la cantidad de materiales que posee un cuerpo. Es interesante el hecho de que el peso de un cuerpo puede obtenerse al multiplicar la masa por la gravedad terrestre.