1. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Las fuerzas
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Las fuerzas
Esquema de contenidos
Las fuerzas y las deformaciones Operaciones con fuerzas
Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
La ley de Hooke Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Límite de elasticidad Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
Equilibrio
Las fuerzas y el movimiento
Movimiento rectilíneo
Las fuerzas como causa del cambio de movimiento
Fuerza de rozamiento
Primer principio de la dinámica
Movimiento circular uniforme
Segundo principio de la dinámica
Tercer principio de la dinámica
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Para empezar, experimenta y piensa
Fuerza de rozamiento
Si intentamos Si entremezclamos las
desplazar un libro páginas e intentamos
sobre otro, tenemos separa los libros…. ni
que aplicar una los dos alumnos más
fuerza para vencer fuertes lo
el rozamiento entre conseguirán.
ambas superficies.
Tensión y peso
¿En qué bote caerá
la bola si la cuerda
se rompe?
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4. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos
Un cuerpo puede ser rígido, elástico o plástico dependiendo de la materia
de que esté hecho y de la fuerza que apliquemos.
RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS
No se deforman por Se deforman por la acción Se deforman por la acción de una
acción de una de una fuerza, pero fuerza y no recuperan su forma
fuerza. recuperan su forma original original cuando desaparece
cuando desaparece la fuerza, sino que quedan
la fuerza. deformados permanentemente.
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5. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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La ley de Hooke
La ley de Hooke dice que cuando se aplica una
fuerza a un muelle, le provoca una deformación
directamente proporcional al valor de esa fuerza.
F = k⋅ ∆l
El alargamiento de los muelles
es proporcional al peso que
colguemos de ellos.
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Límite de elasticidad
Límite de elasticidad
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Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
Fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.
Misma dirección y sentido
F1 = 6 N
R = 11 N
F2 = 5 N
El módulo es la suma de los módulos
Misma dirección y sentidos opuestos
F1 = 6 N
R= 2 N
F2 = 4 N
El módulo es la diferencia de los módulos
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8. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Regla del paralelogramo
→
→ R →
F2 → R
F2
→
F1 →
F1
Regla del polígono
→ →
→ R F4
→ F3
F4
→ →
F2 F3
→
→ → F2
F1 F1
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9. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
Fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; es decir, son paralelas.
Misma dirección y sentido
▪ Dibuja las fuerzas F1 y F2 en los extremos de la barra.
O
→ ▪ En el punto de aplicación de una de ellas, por ejemplo, F1,
F1 → dibuja una fuerza igual a F2. En el de la otra, por ejemplo
F2
→ F2, dibuja una fuerza opuesta a la primera, F1.
R
Misma dirección y sentido contrario
→
F1 O
→
R
→
F2
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10. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Equilibrio
Un cuerpo está en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien cuando actúan
varias fuerzas concurrentes de forma que la resultante de todas ellas es 0.
→
→ R
F2
→
→ F1
E
En la balanza romana, la
pesa se desplaza hasta
conseguir el equilibrio.
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11. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Primer principio de la dinámica
v4
v1 v5 v6
v3
v2
Su velocidad va aumentando. Su velocidad va disminuyendo. Su velocidad es constante.
Su movimiento es acelerado. Su movimiento es decelerado.
Primer principio de la dinámica de Newton
«Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de
movimiento: si estaba en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose
con MRU».
Cuando el coche arranca, te mantienes pegado al Cuando el coche frena, te desplazas hacia
asiento, ya que tiendes a seguir en reposo. adelante, ya que tiendes a seguir en movimiento.
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12. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Segundo principio de la dinámica
«Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección y sentido
que la fuerza, de forma que:
→
F/a = m ; o bien F = m ⋅ a → F = m ⋅ →
a
Si sobre el cuerpo actúa más de una fuerza, el principio se expresa así:
→ →
∑F=m⋅a
Si medimos el tiempo «t» que tarda el carrito
→ en hacer un cierto recorrido «s», conoceremos
a
la aceleración «a» por la expresión:
→
F
m
s =½ at2
s
Peso
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13. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Tercer principio de la dinámica
«Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza
igual y de sentido contrario denominada reacción». Las fuerzas aparecen por parejas (interacción).
El peso (P) de un cuerpo es la →
→ fuerza con que la Tierra lo atrae.
P N
Cuando un cuerpo cae por acción
de su propio peso, se mueve con
la aceleración de la gravedad,
a = g = 9,8 m/s2. Teniendo en
cuenta el principio fundamental
→ →
-P de la dinámica: P
→ → → →
F=m⋅a → P=m⋅g
Se llama fuerza normal (N) a la fuerza
de reacción de un plano sobre un
cuerpo que está apoyado en él. Es una
fuerza perpendicular al plano y de
sentido opuesto al del apoyo.
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14. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Movimiento rectilíneo
Movimiento rectilíneo uniforme
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta:
→ → → →
∑F = m ⋅ a Si ∑F = 0 → 0 = m ⋅ a
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que actúan una o más fuerzas,
de manera que su resultante sea constante y tenga la dirección del movimiento.
El plano inclinado
→
Px
α →
→ → Py
P P
Px
El peso no influye en su movimiento sen α = → Px = P · sen α
P
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15. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Fuerza de rozamiento
El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento
→
N
→ →
Froz Fmotor
→
P
Froz = μ · N
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16. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Movimiento circular uniforme
Aceleración normal o centrípeta
v2
ac =
r Los caballitos del tiovivo
siguen un movimiento
Fuerza centrípeta circular uniforme.
v2
Fc = mac = m = mω2r
r
→
→ v
v →
ac
→ →
→ ac
ac Fc
→ → →
Fc Fc Fc
→ →
v ac
→
v
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17. FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESO
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Las fuerzas
Enlaces de interés
Operaciones con fuerzas Fuerzas en un plano inclinado
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