La fuerza, una interacción

Una fuerza es el resultado de una interacción entre dos cuerpos. Un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, o recibe la fuerza que otro ejerce sobre él.

Hay fuerzas que se ejercen entre cuerpos que están en contacto físico.
Pero otras veces la fuerza se ejerce también a distancia;
Sin que exista contacto físico entre los cuerpos.

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·Λ/

El dinamómetro es un aparato que se utiliza para medir fuerzas. En su interior tiene un resorte (un muelle) calibrado de forma que al ejercer una fuerza o colgar un peso el indicador de su extremo marca el valor de la fuerza.

• Si la fuerza que aplicamos a un cuerpo elástico es muy grande, puede que no consiga recuperar su forma original aunque desaparezca la fuerza; se dice entonces que hemos superado el límite de elasticidad y que las deformaciones son permanentes.
• Si la fuerza que aplicamos a un cuerpo rígido es muy grande, puede que se rompa; se dice que se ha superado el límite de rotura.
  

Composición de fuerzas

En la mayoría de los casos sobre un cuerpo no actúa una única fuerza, sino un conjunto de ellas. Este conjunto de fuerzas constituyen un sistema de fuerzas y es equivalente a una única fuerza imaginaria que llamamos fuerza resultante; es la fuerza que produce sobre un cuerpo el mismo  efecto que el sistema de todas las fuerzas que actúan sobre él, es decir, la suma vectorial de la fuerza del sistema. La regla básica para hallar la resultante de dos fuerzas concurrentes en dos puntos puntos es la llamada regla del paralelogramo.

Equilibrio de fuerzas

Cuatro chicas tiran de las esquinas de un mantel sucediendo que el mantel queda inmóvil. En esta situación se dice que hay equilibrio de fuerzas, ya que las cuatro fuerzas se compensan dando lugar a una resultante nula. Decimos que dos o más fuerzas aplicadas a un mismo cuerpo están en equilibrio cuando neutralizan mutuamente sus efectos, es decir, cuando su resultante es nula.

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.

Fuerza de rozamiento

Alguna vez habías comprobado que al empujar un objeto pesado que está apoyado en el suelo, éste no se mueve. Lo que ocurre es que entre un cuerpo y la superficie sobre la cual se apoya o se desplaza aparece el movimiento y que recibe el nombre de fuerza de rozamiento, Fr, a la fuerza que aparece en la superficie de contacto de los cuerpos, oponiéndose el movimiento de esta.

Descomposición de una fuerza en su componente horizontal y vertical

Se trata de descomponer una fuerza en dos componentes, una vertical y otra horizontal cuya suma sea en el origen de la fuerza y su extremo, en el punto donde se cortan las líneas horizontales y verticales que dibujamos. Para obtener la resultante vertical y sumar todos los componentes verticales para saber la resultante vertical y sumar todos los componentes horizontales y obtener la resultante horizontal. Por último calculamos la resultante global utilizando el teorema de Pitágoras.

El plano inclinado

Un cuerpo está apoyado en un plano horizontal a menos que apliquemos una fuerza. El peso del cuerpo no influye (no hay rozamiento). Pero si está sobre un plano inclinado puede deslizar sin que se le aplique ninguna fuerza adicional. Una parte de su propio peso será la fuerza. El cuerpo sobre el plano inclinado está sometido a su peso. Esta fuerza peso no es perpendicular a la dirección del plano si la descompones encontramos la fuerza que hace que se mueva.

Masa y peso

Si sujetamos un objeto con la mano notamos una fuerza que lo atrae hacia la Tierra. Está fuerza se llama peso.
Podemos evidenciar el peso de un cuerpo colgándolo de un muelle que se alarga más cuanto más pese el cuerpo. Un muelle calibrado recibe el nombre de dinamómetro que es el instrumento utilizado para medir fuerzas y por tanto pesos que se expresan en Nw en el Sistema Internacional de unidades. Obviamente a más masa también se tiene más peso. Las balanzas de muelle como las de cocina y baño mide el peso.
La masa de un cuerpo es la cantidad de materia que posee y es la misma en cualquier lugar. El instrumento de medida básico para la medida de la masa es la balanza de platillos iguales que se usa conjuntamente con el juego de patrones de masa. La unidad de masa en el Sistema Internacional es el Kg. La masa de un cuerpo es la misma en cualquier lugar a diferenciar del peso del cuerpo que cambia de un lugar a otro. La masa es una magnitud escalar y el peso es una magnitud vectorial.

Primer principio

Galileo enuncia cuando la fuerza neta (resultante) que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continua en reposo; si estaba en movimiento seguirá moviéndose.

Tercer principio

Si empujas con tus manos una pared, la pared ejerce sobre ti otra fuerza que podrás apreciar si estas en patines, ya que te moverás hacia atrás. 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 parejas (interacción)
. Un cuerpo sufre la fuerza «acción» y otro cuerpo distinto sufre la fuerza «reacción» por eso amabas fuerzas no se anulan. Para que se anulen dos fuerzas iguales y de sentido contrario tienen que estar actuando sobre el mismo cuerpo.

La ley de la gravitación universal

Newton llegó a establecer la ley de la gravitación universal. Todos los cuerpos del universo se atraen mutuamente. Una fuerza que es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcinal al cuadrado de la distancia que las separa desde sus centros. 

El momento de una fuerza mide la capacidad que tiene esa fuerza para hacer girar y en su cálculo, tan importante como el valor numérico de la fuerza es la distancia que desde la fuerza al punto de giro se expresa por Nw/m.

Un par de fuerzas es un sistema de dos fuerzas aplicadas a un sólido. Las dos fuerzas tiene que ser de igual valor numérico, debe tener direcciones paralelas y sentido opuesto separadas a cierta distancia.