5. As forzas

Principal Arriba Enunciados

FORZAS. EFECTOS QUE PRODUCEN

   As palabras que usamos na linguaxe cotiá non sempre teñen o mesmo significado que lle damos no campo da ciencia. Iso pasa coa palabra forza. Cando dicimos na vida cotiá que algo ten moita forza ou que é moi forte asociámolo máis ao concepto físico de enerxía.

   Que é a forza? Ás veces as forza nótanse, por exemplo cando hai unha deformación, cando provocan un movemento. Pero outras veces non se notan, cando poñemos a mesa, colocamos pratos, vasos e cubertos sobra a mesa, non vemos as forzas que se establecen entre estes obxectos e a mesa, pero existen.

   Queres saber se hai unha forza? Pois pensa se hai unha interacción entre dous corpos. Se hai interacción entre dous corpos seguro que hai unha forza. Interacciona o prato coa mesa?, pois entón hai forza. Como saber se o prato interacciona coa mesa? Imaxina que desaparecese a mesa por encantamento, que pasaría co prato, ah! pois se pasa algo é que a mesa interacciona co prato.

   Podemos dicir que as forzas poñen de manifesto a interacción entre os corpos.

   Cando se clasifican as forzas ás veces dividímolas en forzas por contacto e forzas a distancia. Dar unha patada a un balón sería unha forza por contacto e a atracción gravitatoria que fai que o balón volva ao chan serías unha forza a distancia. En realidade todas as forzas son forzas a distancia, poderiámolas dividir en forzas a pequena distancia e a gran distancia.

   Como podemos detectar as forzas? Xa vemos que non é fácil ás veces. Temos que fixarnos nos efectos que producen as forzas sobre os corpos e estes son só tres:

  • As forzas producen aceleracións
  • As forzas producen deformacións
  • As forzas manteñen aos corpos en equilibrio

   Se detectamos algún destes efectos é que estamos ante unhas forzas.

   As forzas son máis curiosas aínda, nunca aparecen soas, aparecen a pares, de dous en dous, curioso non?

ESTUDIO DUN RESORTE

   Un dos efectos das forzas sobre os corpos é producir deformacións. 

   Fíxache como se deforma unha pelota de tenis no momento do saque:

   Hai deformacións que non as percibimos de tan rápidas que son, pero ocorren.

   Unha deformación máis fácil de ver é a que sofre unha goma elástica ou un resorte cando os estiramos. O seu estudo vainos a permitir un método para medir as forzas.

   Observa esta simulación. Estira os resortes co rato e sóltaos, que ocorre? son todos os resortes iguais? Hai que facer as mesmas forzas para estiralos? Isto tamén o experimentarás no laboratorio.

SIMULACIÓN: CONSTANTE ELÁSTICA DUN RESORTE en educaplus.org

SIMULACIÓN: MASAS E RESORTES en phet.colorado.edu

MEDIDA E REPRESENTACIÓN DUNHA FORZA

   As forzas non dependen só do seu valor numérico, dependen da dirección e sentido en que fagamos a forza, iso indícanos que estamos ante unha magnitude vectorial. Xa que logo para definir unha forza debemos falar da súa orixe, o seu módulo, a súa dirección e o seu sentido.

   As forzas medímolas en newtons, N. Unha forza dun newton equivale aproximadamente ao peso duns 100g.

Para medir las fuerzas usaremos el dinamómetro que aprovecha la propiedad que tienen los resortes de deformarse por acción de una fuerza.

   Para medir as forzas usaremos o dinamómetro que aproveita a propiedade que teñen os resortes de deformarse por acción dunha forza.

FORZAS E DEFORMACIÓNS

   Imos tentar comprobar cal é a relación que hai entre a deformación que sofre un resorte e a forza que facemos sobre o mesmo.

   Ímonos axudar da seguinte simulación da Universidade de Colorado.

   1º experimento: No apartado Introdución marca Desprazamento e Valores. Estira o resorte, comproba que canto maior é a forza que se aplica maior é a elongación do resorte, é dicir, o que se alarga a partir da posición de equilibrio.

   2º experimento: En leste mesmo apartado de Introdución aplica diferentes forzas sobre o resorte. Fai unha táboa de valores cos valores da forza e co valor da elongación. Representa estes valores nunha gráfica. Comproba que a grafica é unha recta, que coñecemos como función lineal.

   3º experimento: Neste mesmo apartado de Introdución marca en dous resortes. Nun resorte aplica unha forza e no outro o dobre de forza, comproba que a elongación é dobre onde se fixo o dobre de forza. Xa que logo comprobamos que a elongación é directamente proporcional á forza.

   Isto representámolo coa seguinte expresión:

   Esta expresión coñécese como lei de Hooke, e nos di que as deformacións que sofren os resortes son proporcionais ás forzas.

   k é a constante de recuperación do resorte, depende do material e de como estea construído, e as súas unidades S.I. son N/m

   Calcula a constante de recuperación do resorte coa seguinte simulación:

SIMULACIÓN: LEI DE HOOKE en educaplus.org

EXERCICIOS PARA PRACTICAR

FORZAS E MOVEMENTOS

   Sabemos que cando facemos forza sobre un corpo podemos movelo, aumentar a súa velocidade ou frealo. 

   Ímonos a axudar da seguinte simulación da Universidade de Colorado.

   1º experimento: No apartado Movemento marca Forzas, Valores, Masas e Velocidade. Aplica un forza constante e observa que pasa coa velocidade.

   2º experimento: Neste mesmo apartado, marca Forzas, Valores, Masas e Velocidade. Achega co rato o home á caixa ata que aplique certa forza, observa que a velocidade aumenta. Logo solta o rato para que o home deixe de facer forza, que ocorre? Observamos que a velocidade deixa de aumentar.

   3º experimento: Neste mesmo apartado, marca Forzas, Valores, Masas e Velocidade. Move o cursor azul de forza aplicada cara á dereita, o corpo móvese con velocidades crecentes. Logo move o cursor cara á esquerda, cara ás velocidades negativas, observa que a velocidade diminúe.

   Cando aplicamos unha forza sobre un corpo aumentamos a súa velocidade. Se un corpo en movemento experimenta unha forza en sentido contrario ao movemento fréase.

Arriba Enunciados