Share it

Friday, February 25, 2011

Fuerzas mecánicas especiales


Lo primero que haremos es definir fuerza:En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla de interacción). Según una definición clásica, fuerzaes todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzo o de energía.


Para mecanica Cuantica no resulta fácil definir para muchos sistemas un equivalente claro de la fuerza. Esto sucede porque en mecánica cuántica un sistema mecánico queda descrito por una función de onda o vector de estado \scriptstyle |\psi \rangle que en general representa a todo el sistema en conjunto y no puede separarse en partes. Sólo para sistemas donde el estado del sistema pueda descomponerse de manera no ambigua en la forma \scriptstyle |\psi \rangle = |\psi_A \rangle + |\psi_B \rangle donde cada una de esas dos partes representa una parte del sistema es posible definir el concepto de fuerza. Sin embargo en la mayoría de sistemas interesanes no es posible esta descomposición. Por ejemplo si consideramos el conjunto de electrones de un átomo, que es un conjunto de partículas idénticas no es posible determinar una mangitud que represente la fuerza entre dos electrones concretos, porque no es posible escribir una función de onda que describa por separado los dos electrones.




Y la mecanica:La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, bajo la acción de fuerzas. El conjunto de disciplinas que abarca la mecánica convencional es muy amplio y es posible agruparlas en cuatro bloques principales:

Mecánica clásicaMecánica cuántica
Mecánica relativistaTeoría cuántica de campos
La mecánica es unciencia perteneciente a la física, ya que los fenómenos que estudia son físicos, por ello está relacionada con las matemáticas. Sin embargo, también puede relacionarse con la ingeniería, en un modo menos riguroso. Ambos puntos de vista se justifican parcialmente ya que, si bien la mecánica es la base para la mayoría de las ciencias de la ingeniería clásica, no tiene un carácter tan empírico como éstas y, en cambio, por su rigor y razonamiento deductivo, se parece más a la matemática.
Fuerzas mecanicas especiales: como sabemos entre los cuerpos y la Tierra existe una interacción gravitacional, la cual se pone de manifiesto cuando los primeros, al faltarles apoyo o suspension son aceleradas hacia la Tierra por la accion de su propio peso.
Si entendemos que el peso es un caso particular de la fuerza. Puede decirse que:
El peso de un cuerpo es la fuerza con que el es atraido por la Tierra.


Las fuerzas mecánicas especiales son:
La fuerza de fricción:
Aparece cuando dos cuerpos estan en contacto entre ellos, y al menos uno de los cuerpos se mueve. Por ejemplo, mover la mano rozando el pavimento.

La fuerza de tensión:
Aparece siempre que aplicamos una fuerza sobre un objeto, y este se opone a dicha fuerza. Por ejemplo, calar una cuerda que esta atada a un poste.. 

La fuerza normal: Es la que evita que los objetos se acelen
debido a la fuerza gravitatoria. Por ejemplo, una piedra sobre una mesa. La fuerza normal la ejerce la mesa sobre la pierdra para que esta no caiga.

El peso:
Nuestra masa (en kilogramos) multiplicada por la aceleración gravitatoria (9.81 m/s^2) es nuestro peso. Este peso aparece porque estamos parados sobre un objeto muuuy masivo (la tierra) y éste ejerce sobre nosotros esta fuerza.

La fuerza centrífuga: Cuando nos subimos al carrousell,
o damos una vuelta por la carretera a grán velocidad,
sentimos una fuerza que como que nos quiere empujar hacia afuera del carrousell o de la carretera. A esta fuerza se le llama centrífuga. 

La fuerza centrípeta: Vovliendo al caso del carrousell,
nosotros no salimos volando cuando damos vueltas, porque
el caballito sobre el que estamos sentado ejerce una fuerza igual pero en sentido opuesto a la de la fuerza centrífuga..



La fuerza elástica es la ejercida por objetos tales como resortes, que tienen una posición normal, fuera de la cual almacenan energía potencial y ejercen fuerzas.

La fuerza elástica se calcula como:

F = - k  ΔX

ΔX =  Desplazamiento desde la posición normal
  k =  Constante de elasticidad del resorte
  F =  Fuerza elástica