Estática

Fuerzas

Cuando un cuerpo está empujando a otro, o tirando de él, o bien cuando dos cuerpos se atraen o repelen, se están ejerciendo fuerzas. La noción intuitiva de fuerza, que nos da la consideración de nuestro propio esfuerzo muscular, debe ampliarse hasta incluir las fuerzas que se ejercen dos cuerpos a distancia (fuerzas gravitatorias, electrostáticas, magnéticas, o nucleares), aquellas en las que hay contacto entre los cuerpos (empuje, rozamiento) e incluso las que existen entre las diversas partes de un mismo cuerpo (anclaje, cohesión, viscosidad).

La intensidad de una fuerza se puede medir mediante un dinamómetro, aparato que consiste, esencialmente, en un resorte elástico, cuya deformación es proporcional a la fuerza que se ejerce sobre él estirado. Un sistema de registro, unido al extremo móvil del resorte, señala la intensidad de la fuerza aplicada sobre una escala previamente calibrada.

La unidad de fuerza en el Sl es el newton (N) y requerirá una posterior definición dinámica. Consideraremos, además, la dina (dyn) y el kilopondio (kp), unidad fundamental, esta última, en el sistema UT y definida como el peso de un kilogramo de masa (kg-patrón) en un lugar con gravedad normal (g = 9,81 m/s²).

La fuerza es un buen ejemplo de magnitud vectorial. Para tenerla identificada, además del valor de la intensidad, hay que indicar el punto sobre el cual actúa y la dirección y el sentido en que lo hace. Cuando representamos una fuerza, lo hacemos, pues, mediante un segmento orientado cuya longitud es proporcional a la intensidad y cuyas demás características coinciden con las de la fuerza. Cuando una fuerza actúa sobre un sólido rígido, indeformable, podemos deslizarla sobre su recta de acción sin que se modifique su efecto sobre el cuerpo. La recta de acción es aquella en cuya dirección actúa la fuerza. Dos fuerzas aplicadas sobre un mismo punto con la misma intensidad y dirección y con sentidos contrarios se llaman opuestas. Dos fuerzas opuestas actuando a la vez sobre un mismo cuerpo anulan sus efectos: se equilibran.

Un cuerpo está en equilibrio cuando su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme no varía. Sólo podemos conseguir el equilibrio de un
cuerpo si no actúa sobre él ninguna fuerza, o si todas las fuerzas que actúan sobre él contrarrestan sus efectos.

Si sobre un cuerpo actúan dos o más fuerzas nos interesará hallar la fuerza resultante, cuyo efecto sobre el cuerpo sea equivalente a la suma de los efectos de las fuerzas componentes y, por lo tanto, pueda sustituirlas.

Si dos fuerzas de la misma intensidad son paralelas y tienen sentidos contrarios, se dice que constituyen un par de fuerzas. Aunque su resultante sea nula, el cuerpo sobre el cual actúa el par no está en equilibrio.

Momento de una Fuerza

Cuando una fuerza puede girar alrededor de un punto o de un eje fijos, es interesante la consideración de una nueva magnitud: el momento de la fuerza aplicada. El momento de una fuerza modifica la rotación del cuerpo. El efecto conseguido depende no sólo de la fuerza, sino también de su distancia al eje, de manera que se puede conseguir el mismo efecto con una fuerza mitad alejándola el doble del eje. Simplificando el esquema para fuerzas perpendiculares al eje de giro, el momento de la fuerza respecto del eje se mide por el producto de la fuerza por la distancia a éste.

Fuente:

• Enciclopedia Básica del Estudiante. Tomo 1. Bogotá Colombia 2005.