Que la fuerza te acompañe

La fortaleza de un Jedi fluye de la Fuerza”. Esta es una de las muchas frases inspiradoras que nos brinda el Maestro Yoda a lo largo de toda la Saga Star Wars. Una frase que a mí personalmente me evoca algo que siempre me ha gustado estudiar: el concepto de fuerza desde el punto de vista de la física, del cual vamos a hacer aquí un pequeño recordatorio.

A un Jedi la Fuerza le proporcionaría mayor velocidad, poder empujar y atraer objetos, sentir perturbaciones, ver en la oscuridad…. Pero para aquellos que no llegamos a tal honrosa naturaleza, la fuerza nos acompaña continuamente en nuestra vida, en nuestros actos cotidianos.

Definición oficial

Según la RAE, para la Física, la fuerza es cualquier acción, esfuerzo o influencia que puede alterar el estado de movimiento o de reposo de cualquier cuerpo.

Esto quiere decir que una fuerza puede dar aceleración a un objeto, modificando su velocidad, su dirección o el sentido de su movimiento.

El primer físico en describir el concepto de fuerza fue Arquímedes, aunque sólo lo hizo en términos estáticos. Galileo Galilei le otorgó la definición dinámica, mientras que Isaac Newton fue quien pudo formular en forma matemática la definición moderna de fuerza.

Según la definición que hace la física de este último concepto, la fuerza es el resultado de la masa de algo por su aceleración:

FUERZA = masa x aceleración

Representación Gráfica

La fuerza puede representarse gráficamente usando su magnitud (intensidad con que se aplica la fuerza a un objeto), dirección y sentido (ángulo que forma la fuerza en relación con las coordenadas geográficas y hacia donde se ejerce la misma), y el punto de aplicación (lugar del objeto donde se aplica la fuerza).

 

 

Asimismo, ante un sistema de fuerzas múltiples, para representar gráficamente la resultante, se procede de la siguiente manera:

1º) A partir del extremo de la primera fuerza (F1), se representa la segunda fuerza (F2) con su magnitud, dirección y sentido.
2º) El vector que une el origen de la primera fuerza con el final de la segunda fuerza representa, en magnitud, dirección y sentido, la resultante del sistema (R).

 

 

Clasificación

Las fuerzas pueden clasificarse en:

  • Fuerza de contacto: se presentan cuando el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo sobre el cual se aplica. Ejemplo, la fuerza con la que un jugador de beisbol golpea la pelota.
  • Fuerza a distancia: Se presenta sin que los cuerpos se toque, es decir, no hay contacto directo entre el cuerpo que ejerce la fuerza y el cuerpo  sobre la cual actúa. Ejemplo: el magnetismo que se produce cuando un imán atrae unas puntillas de hierro.

A esta última fuerza se debe el funcionamiento y la manera como está organizado el universo.

De esta forma, en definitiva, las fuerzas actúan sobre un cuerpo necesariamente y son aplicadas por otro cuerpo, es decir, las fuerzas se originan cuando los objetos interactúan entre sí.

Por eso, si designamos por A y B a un par de cuerpos que interactúan,  Fuerza A-B es la fuerza que A le aplica a B, y Fuerza B-A es la fuerza que B aplica simultáneamente a A, de igual magnitud, en la misma dirección que la Fuerza A-B, pero en sentido opuesto.

Matemáticamente podemos, escribir:

(Fuerza A-B) – (Fuerza B-A) = 0.

Eso es lo que se llama principio de acción y reacción o tercera Ley de Newton.

Medición

En el Sistema Internacional  (SI) de unidades la fuerza se mide en newtons (símbolo: N), en el CGS en dinas (símbolo: dyn) y en el sistema técnico en kilopondio (símbolo: kp), siendo un kilopondio lo que comúnmente se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.

Un newton es la fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo de masa 1 Kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.

El instrumento para medir fuerzas se denomina dinamómetro, aunque también es utilizado para pesar objetos. Fue inventado por Isaac Newton, y su funcionamiento se basa en la elongación de un resorte ubicado en su interior. Su modo de medición es similar al de una balanza, pero es diferente al modo de medir que poseen las balanzas de plato que comúnmente conocemos.

Así que, si alguna vez te encuentras cara a cara con Darth Vader, no temas al lado oscuro de la Fuerza, saca tu calculadora y aplícale la tercera Ley de Newton

 

 


 Sobre el autor:

Víctor M. Delgado es Ingeniero Técnico y Pedagogo experto en Innovación Educativa Aplicada. Es co-fundador de AluCIENCIAnante.


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