¿Qué es la fuerza neta? (con ejemplos)
La fuerza neta se define como la suma de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. ¿Un ejemplo? Al patear un balón de fútbol, la pelota despega y se mueve por el aire. En ese momento, hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota. Cuando la pelota comienza a regresar al suelo y finalmente se detiene, hay una fuerza neta que actúa sobre la pelota también.
La Segunda Ley de Newton dice que “cuando una fuerza neta actúa sobre un objeto, entonces ese objeto debe acelerarse, es decir, su velocidad cambia de segundo a segundo”. Al patear el balón de fútbol por primera vez, se acelera, y cuando el balón de fútbol comienza a frenar hasta detenerse, también se está acelerando.
Puede haber varias fuerzas actuando sobre un objeto, y cuando se suman todas esas fuerzas, el resultado es lo que llamamos la fuerza neta que actúa sobre el objeto.
Si la fuerza neta se suma a cero, entonces el objeto no se está acelerando, por lo tanto se mueve con una velocidad constante. Si la fuerza neta se suma a un valor distinto de cero, entonces el objeto se está acelerando.
En la naturaleza, todas las fuerzas se oponen a otras fuerzas, como la fricción o las fuerzas gravitacionales opuestas. Las fuerzas solo pueden producir aceleración si son mayores que las fuerzas opuestas totales.
Si una fuerza empuja un objeto, pero es emparejada por fricción, el objeto no se acelera. Del mismo modo, si una fuerza empuja contra la gravedad pero es menor que la fuerza gravitatoria sobre un objeto, no se acelera.
Por ejemplo, si un empuje de 15-Newton sobre un objeto es opuesto por una fuerza de fricción de 10-Newton, el objeto acelera como si lo empujara una fuerza neta de 5-Newton sin fricción.
Índice del artículo
- 1 Segunda Ley de Newton
- 2 La segunda ley del movimiento de Newton
- 3 Magnitud y ecuación
- 4 Ejemplos
- 5 Referencias
La primera ley de movimiento de Newton predice el comportamiento de los objetos para los cuales todas las fuerzas existentes están equilibradas.
La primera ley, (a veces denominada ley de inercia) establece que si las fuerzas que actúan sobre un objeto están equilibradas, entonces la aceleración de ese objeto será 0 m / s / s. Los objetos en equilibrio (la condición en la que todas las fuerzas se equilibran) no se acelerarán.
Según Newton, un objeto solo acelerará si hay una fuerza neta o desequilibrada que actúa sobre ella. La presencia de una fuerza desequilibrada acelerará un objeto, cambiando su velocidad, su dirección o su velocidad y dirección.
Esta ley se refiere al comportamiento de los objetos para los cuales no se equilibran todas las fuerzas existentes. La segunda ley establece que la aceleración de un objeto depende de dos variables: la fuerza neta que actúa sobre el objeto y la masa del objeto.
La aceleración de un objeto depende directamente de la fuerza neta que actúa sobre el objeto, e inversamente sobre la masa del objeto. A medida que aumenta la fuerza que actúa sobre un objeto, aumenta la aceleración del objeto.
A medida que aumenta la masa de un objeto, disminuye la aceleración del objeto. La segunda ley de Newton del movimiento puede ser formalmente declarada como sigue:
“La aceleración de un objeto producida por una fuerza neta es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta, en la misma dirección que la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa del objeto”.
Esta declaración verbal puede ser expresada en forma de ecuación como sigue:
A = Fnet / m
La ecuación anterior a menudo se reordena a una forma más familiar como se muestra a continuación. La fuerza neta es equiparada al producto de la masa multiplicada por la aceleración.
Fnet = m • a
El énfasis siempre está en la fuerza neta. La aceleración es directamente proporcional a la fuerza neta. La fuerza neta es igual a la masa multiplicada por la aceleración.
La aceleración en la misma dirección que la fuerza neta, es una aceleración producida por una fuerza neta. Es la fuerza neta que está relacionada con la aceleración, la fuerza neta es la suma vectorial de todas las fuerzas.
Si se conocen todas las fuerzas individuales que actúan sobre un objeto, entonces se puede determinar la fuerza neta.
De acuerdo con la ecuación anterior, una unidad de fuerza es igual a una unidad de masa multiplicada por una unidad de aceleración.
Al sustituir unidades métricas estándar por fuerza, masa y aceleración en la ecuación anterior, se puede escribir la siguiente equivalencia unitaria.
1 Newton = 1 kg • m / s2
La definición de la unidad métrica estándar de fuerza se indica mediante la ecuación anterior. Un Newton se define como la cantidad de fuerza requerida para dar una masa de 1 kg y una aceleración de 1 m / s / s.
Según la Segunda Ley de Newton, cuando un objeto se acelera, entonces debe haber una fuerza neta que actúe sobre ella. Por el contrario, si una fuerza neta actúa sobre un objeto, ese objeto se acelerará.
La magnitud de la fuerza neta que actúa sobre un objeto es igual a la masa del objeto multiplicada por la aceleración del objeto como se muestra en la siguiente fórmula:
Una fuerza neta es la fuerza restante que produce cualquier aceleración de un objeto cuando todas las fuerzas opuestas han sido canceladas.
Las fuerzas opuestas disminuyen el efecto de la aceleración, disminuyendo la fuerza neta de la aceleración que actúa sobre un objeto.
Si la fuerza neta que actúa sobre un objeto es cero, entonces el objeto no se está acelerando y está en un estado que llamamos equilibrio.
Cuando un objeto está en equilibrio, entonces dos cosas pueden ser verdaderas: o el objeto no se está moviendo en absoluto, o el objeto se está moviendo con una velocidad constante. La fórmula para el equilibrio se muestra a continuación:
Consideremos una situación hipotética en el espacio. Usted está haciendo una caminata espacial y está arreglando algo en su transbordador. Mientras trabaja en el tema con una llave inglesa, se enfada y tira la llave lejos, ¿Qué ocurre?
Una vez que la llave deja la mano continuará moviéndose con la misma velocidad que le dio cuando la lanzó. Este es un ejemplo de una situación de fuerza neta nula. La llave se moverá con la misma velocidad y no acelerará en el espacio.
Si lanza la misma llave en la Tierra, la llave caerá al suelo y finalmente se detendrá. ¿Por qué se detuvo? Hay una fuerza neta que actúa sobre la llave, haciendo que se ralentice y se detenga.
En otro ejemplo, digamos que usted está en una pista de hielo. Toma un disco de hockey y lo desliza a través del hielo.
Eventualmente, el disco de hockey se ralentizará y se detendrá, incluso en el hielo liso y resbaladizo. Este es otro ejemplo de una situación con una fuerza neta distinta de cero.
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