Monografia Sobre Fuerza-fisica

ASOCIACIÓN EDUCATIVA ADVENTISTA PUNO

“LA FUERZA”

AUTOR: OTROP ZEPOL NAED

“FUERZA”

AGRADECIMIENTO

Fui criado por una mujer que ha sido un constante apoyo moral y económico; ella ahora ya está conmigo. Mi padre, un ejemplo de perseverancia y tenacidad, supo conducirme y sortear muchas dificultades: hoy, soy un hijo que prosigo el anhelo de mis padres.

A Dios por su bendición y protección.

A mis padres, por haberme apoyado involucrándome en la formación académica y por su apoyo moral.

A todos los hombres y mujeres, familiares y amigos que me hicieron llegar sus aportes, sugerencias e ideas para la elaboración del presente trabajo monográfico.

INTRODUCCIÓN

La fuerza es una modelización matemática de intensidad de las interacciones, junto con la energía. Así por ejemplo la fuerza gravitacional es la atracción entre los cuerpos que tienen masa, el peso es la atracción que la Tierra ejerce sobre los objetos en las cercanías de su superficie, la fuerza elástica es el empuje o tirantez que ejerce un resorte comprimido o estirado respectivamente, etc. En física hay dos tipos de ecuaciones de fuerza: las ecuaciones "causales" donde se especifica el origen de la atracción o repulsión: por ejemplo la ley de la gravitación universal de Newton o la ley de Coulomb y las ecuaciones de los efectos (la cual es fundamentalmente la segunda ley de Newton).

La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica elmódulo o la dirección de su velocidad) o bien de deformarlo.

Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas. Actualmente, cabe definir la fuerza como un ente físico-matemático, de carácter vectorial, asociado con la interacción del cuerpo con otros cuerpos que constituyen su entorno.

El término fuerza se usa comúnmente para referirse a lo que mueve un objeto; por ejemplo la fuerza necesaria para cargar un avión.

Indice

Agradecimiento………………………………………………………………………

Introducción………………………………………………………………………….

Historia……………………………………………………………………………..

4 Fuerza en mecánica newtoniana…………………………………………………….

4.1 Fuerza gravitatoria…………………………………………………………..

4.2 Fuerzas internas y de contacto………………………………………………

4.3 Fricción…………………………………………………………………….

4.5 Fuerzas de campos estacionarios………………………………………….

4.5 Unidades de fuerza…………………………………………………………

5 Fuerza en mecánica relativista………………………………………………

5.1 "Fuerza" gravitatoria………………………………………………………

5.2 Fuerza electromagnética…………………………………………………..

6 Fuerza en física cuántica……………………………………………………

6.1 Fuerza en mecánica cuántica…………………………………………….

6.2 Fuerzas fundamentales en teoría cuántica de campos…………………….

10 Leyes de newton……………………………………………………….

11 fuerza y movimiento………………………………………………………..

12 ¿Qué es Fuerza?................................................................................................

13 ¿Qué son fuerzas de contacto?....................................................................

14 ¿Qué son fuerza de acción y de distancia?..............................................

15 ¿Qué es una interacción?.........................................................

16 ¿Qué es fuerza de fricción o rozamiento?..................................................

17 ¿Qué es una fuerza normal?........................................................................

18 ¿Qué es una unidad de fuerza?...................................................................

19 ¿Cómo se define la unidad de fuerza?...........................................................

20 ¿Qué decía Aristóteles en relación con el movimiento de un objeto y la fuerza aplicada a el mismo? ¿Por qué esto fue un error?......................................................

Concuclusiones……………………………………………………………………….

referencias bibliográficas……………………………………………………………..

HISTORIA

Busto de Arquímedes.

El concepto de fuerza fue descrito originalmente por Arquímedes, si bien únicamente en términos estáticos. Arquímedes y otros creyeron que el "estado natural" de los objetos materiales en la esfera terrestre era el reposo y que los cuerpos tendían, por sí mismos, hacia ese estado si no se actuaba sobre ellos en modo alguno. De acuerdo con Aristóteles la perseverancia del movimiento requería siempre una causa eficiente (algo que parece concordar con la experiencia cotidiana, donde las fuerzas de fricción pueden pasar desapercibidas).

Galileo Galilei (1564 - 1642) sería el primero en dar una definición dinámica de fuerza, opuesta a la de Arquímedes, estableciendo claramente la ley de la inercia, afirmando que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza permanece en movimiento inalterado. Esta ley, que refuta la tesis de Arquímedes, aún hoy día no resulta obvia para la mayoría de las personas sin formación científica

Se considera que fue Isaac Newton el primero que formuló matemáticamente la moderna definición de fuerza, aunque también usó el término latino vis ('fuerza') para otros conceptos diferentes. Además, Isaac Newton postuló que las fuerzas gravitatorias variaban según la ley de la inversa del cuadrado de la distancia.

Charles Coulomb fue el primero que comprobó que la interacción entre cargas eléctricas o electrónicas puntuales también varía según la ley de la inversa del cuadrado de la distancia (1784).

En 1798, Henry Cavendish logró medir experimentalmente la fuerza de atracción gravitatoria entre dos masas pequeñas utilizando una balanza de torsión. Gracias a lo cual pudo determinar el valor de la constante de la gravitación universal y, por tanto, pudo calcular la masa de la Tierra.

Con el desarrollo de la electrodinámica cuántica, a mediados del siglo XX, se constató que la "fuerza" era una magnitud puramente macroscópica surgida de la conservación del momento lineal o cantidad de movimiento para partículas elementales. Por esa razón las llamadas fuerzas fundamentales suelen denominarse "interacciones fundamentales".

Fuerza en mecánica newtoniana

La fuerza se puede definir a partir de la derivada temporal del momento lineal:

Si la masa permanece constante, se puede escribir:

Donde:

es la fuerza ejercida por la carga 1 sobre la carga 2.

una constante que dependerá del sistema de unidades para la carga.

vector de posición de la carga 2 respecto a la carga 1.

valor de las cargas.

También los campos magnéticos estáticos y los debidos a cargas estáticas con distribuciones más complejas pueden resumirse en dos funciones vectoriales llamadas campo eléctrico y campo magnético tales que una partícula en movimiento respecto a las fuentes estáticas de dichos campos viene dada por la expresión de Lorentz:

Donde:

es el campo eléctrico.

es el campo magnético.

es la velocidad de la partícula.

es la carga total de la partícula.

Los campos de fuerzas no constantes sin embargo presentan una dificultad especialmente cuando están creados por partículas en movimiento

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