Física

Fuerza

Publicado por Monica González

Para comprender la realidad que lo rodea, los seres humanos, desde la antigüedad y desde su infancia, construyen modelos. Estos modelos le sirven para explicar a la realidad y poder predecir lo que sucederá. Por ejemplo, el bebe “sabe” que si llora la mamá lo cuidará y el científico sabe que tiene que tener determinados cuidados si desea que una nave espacial vuele.

Los modelos “cotidianos” y los “científicos” por lo general no coinciden pero si se relacionan entre sí.

Nosotros comenzaremos a construir un modelo (o modelos) casi científico y para eso necesitamos conceptos. El primero es el de FUERZA.

El concepto de Fuerza es uno de los más usados y, a su vez, más complejos desde el punto de vista de la FÍSICA.

Nuestro primer paso es analizar nuestra propia concepción, compararla con la cotidiana, destacar lo que tienen en común. Luego comparar esta concepción con la científica, especialmente para comprender las diferencias entre unas y otras. Es importante tener presente este aspecto para evitar errores futuros y poder (re)construir nuestro modelo científico.

Estos primeros pasos son difíciles, y no hay atajos, por eso es esencial ser muy cuidadosos y detallistas, para que más adelante las dificultades de hoy sean las sencilleces del mañana.

A: Si tenemos en cuenta los efectos la definimos por.

B: Si partimos de la necesidad de dos o más cuerpos, la definimos por:

A: Primera Definición de FUERZA:

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Fuerza y deformación.- Al tocar el tambor, dar un golpe, acostarnos, los amortiguadores de los autos, al inflar un globo y en tantos otros ejemplos “sabemos” que realizamos una fuerza. ¿Cómo nos damos cuenta? Observamos que el tambor, el globo, el colchón y la mano cambian de forma o sea “sufren” una deformación. Por lo tanto diremos que una fuerza produce una deformación al cuerpo que se le aplica.

En síntesis: Fuerza = Deformación.

¨       Fuerza y cambio de velocidad.- En otros ejemplos observamos que al aplicar una fuerza, la velocidad del cuerpo aumenta o disminuye. Al empujar una silla en reposo (quieta) esta comienza a moverse, el piso frena a la mesa haciendo que tenga menor velocidad y si queremos que se desvía la pelota todos sabemos que tenemos que realizarle una fuerza sea con una patada, la mano o la raqueta. Así es que podemos concluir que la fuerza sobre un cuerpo puede hacer que cambie su velocidad.

En síntesis: Fuerza : Cambio de velocidad.

¨       Resumiendo: La Fuerza y sus efectos.- Reuniendo ambas observaciones encontramos que la fuerza se relaciona con el cambio de forma o deformación (como por ejemplo en el caso de los músculos o el arco estirado) y el cambio de velocidad (como en el cohete espacial o las hojas del árbol). Esta definición nos plantea, a su vez, que la deformación y/o el cambio de velocidad lo “sufre” el cuerpo sobre el cual está actuando la fuerza ya sea el arco o la hoja.

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Profundizando un poco más, vemos que lo que se observa es justamente la deformación y/o el cambio de la velocidad pero no las fuerzas. Las fuerzas NO SE OBSERVAN, se ven los efectos de las fuerzas sobre los cuerpos pero NO la causa que los produce. Justamente, “sabremos” que está actuando una fuerza porque el cuerpo sufre uno de los dos efectos que la fuerza, como causa, produce: deformación y/o cambio de velocidad. Insistamos, si el profesor o un compañero de clase le preguntan si está actuando una fuerza sobre un cuerpo determinado, usted dirá: “Si (o no) porque veo que el cuerpo X se deforma o  cambia su velocidad.”

B: Segunda Definición de FUERZA:

¨       Un cuerpo le hace fuerza a otro cuerpo.- Al analizar los diferentes ejemplos encontramos que cuando está actuando una fuerza sobre un cuerpo (arco, hoja, cohete, pelota, etc.) es porque está fuerza la está realizando otro cuerpo (mano, gases, pie, etc.). Es decir, para que se realicen fuerzas es necesario, por lo menos, DOS cuerpos (arco – mano, cohete – gases, hoja – viento): Un cuerpo A le realiza una fuerza al cuerpo B.

¨       Interacción: La acción es mutua.- Pero al profundizar, observamos que esta fuerza (acción) es mutua: el cuerpo B TAMBIÉN le hace una fuerza al cuerpo A. En nuestros ejemplos, la mano deforma al arco, pero el arco también deforma a la mano, el viento cambia la velocidad de la hoja pero la hoja también cambia la velocidad del viento.

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¨       Resumiendo: La Fuerza es la medida de una interacción simultánea entre pares de cuerpos.- Así que podemos afirmar que siempre que se realiza fuerzas hay un tipo de interacción (acción mutua) entre dos cuerpos (o más).

¿Me hacen o hago?

Una de las mayores confusiones es distinguir si se hace fuerza sobre un cuerpo o el la realiza. Recuerde si el cuerpo A está deformado o cambia su velocidad, se hace sobre él. Si el cuerpo A realiza fuerza entonces otro cuerpo tiene estos efectos (1era. Definición) pero… siempre se hace cuando le están haciendo (2da. Definición).