Fuerza
En física , una fuerza es una influencia que puede cambiar el movimiento de un objeto . Una fuerza puede hacer que un objeto con masa cambie su velocidad (por ejemplo, moviéndose desde un estado de reposo ), es decir, que se acelere . La fuerza también se puede describir intuitivamente como un empujón o un tirón. Una fuerza tiene tanto magnitud como dirección , por lo que es una cantidad vectorial . Se mide en la unidad SI de newton (N) . La fuerza se representa con el símbolo F (anteriormente P ).
La forma original de la segunda ley de Newton establece que la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a la velocidad a la que cambia su cantidad de movimiento con el tiempo . Si la masa del objeto es constante, esta ley implica que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el objeto, está en la dirección de la fuerza neta y es inversamente proporcional a la masa del objeto.
Los conceptos relacionados con la fuerza incluyen: empuje , que aumenta la velocidad de un objeto; arrastre , que disminuye la velocidad de un objeto; y par , que produce cambios en la velocidad de rotación de un objeto. En un cuerpo extendido, cada parte suele aplicar fuerzas sobre las partes adyacentes; la distribución de tales fuerzas a través del cuerpo es la tensión mecánica interna . Tales tensiones mecánicas internas no provocan aceleración de ese cuerpo ya que las fuerzas se equilibran entre sí. La presión , la distribución de muchas fuerzas pequeñas aplicadas sobre un área de un cuerpo, es un tipo simple de estrés que, si se desequilibra, puede hacer que el cuerpo se acelere. El estrés generalmente causa deformación.de materiales sólidos, o flujo en fluidos .
Los filósofos de la antigüedad utilizaron el concepto de fuerza en el estudio de objetos estacionarios y móviles y máquinas simples , pero pensadores como Aristóteles y Arquímedes retuvieron errores fundamentales en la comprensión de la fuerza. En parte, esto se debió a una comprensión incompleta de la fuerza de fricción , a veces no obvia , y, en consecuencia, a una visión inadecuada de la naturaleza del movimiento natural. [1] Un error fundamental fue la creencia de que se requiere una fuerza para mantener el movimiento, incluso a una velocidad constante. La mayoría de los malentendidos previos sobre el movimiento y la fuerza fueron eventualmente corregidos por Galileo Galilei ySir Isaac Newton . Con su perspicacia matemática, Sir Isaac Newton formuló leyes de movimiento que no mejoraron durante casi trescientos años. [2] A principios del siglo XX, Einstein desarrolló una teoría de la relatividad que predijo correctamente la acción de las fuerzas sobre los objetos con momentos crecientes cercanos a la velocidad de la luz, y también proporcionó información sobre las fuerzas producidas por la gravitación y la inercia .
Con conocimientos modernos sobre la mecánica cuántica y la tecnología que puede acelerar partículas cercanas a la velocidad de la luz, la física de partículas ha ideado un modelo estándar para describir las fuerzas entre partículas más pequeñas que los átomos. El modelo estándar predice que las partículas intercambiadas llamadas bosones de calibre son el medio fundamental por el cual las fuerzas se emiten y absorben. Solo se conocen cuatro interacciones principales: en orden de fuerza decreciente, son: fuerte , electromagnética , débil y gravitatoria . [3] : 2–10 [4] : 79 Física de partículas de alta energía Las observaciones realizadas durante las décadas de 1970 y 1980 confirmaron que las fuerzas débil y electromagnética son expresiones de una interacción electrodébil más fundamental. [5]
Desde la antigüedad el concepto de fuerza ha sido reconocido como parte integral del funcionamiento de cada una de las máquinas simples . La ventaja mecánica dada por una máquina simple permitía usar menos fuerza a cambio de que esa fuerza actuara sobre una distancia mayor por la misma cantidad de trabajo . El análisis de las características de las fuerzas finalmente culminó en el trabajo de Arquímedes , quien fue especialmente famoso por formular un tratamiento de las fuerzas de flotación inherentes a los fluidos . [1]
