Fuerzas
Empujes, tracciones, fricción y gravedad, y las tres leyes con las que Newton relacionó la fuerza y el movimiento. En el laboratorio de movimiento haces oscilar un péndulo en la Tierra, la Luna o Marte y comparas su periodo con la fórmula.
Acerca de este curso
La fuerza es un vector, así que la dirección importa. Dos personas que jalan un carrito en el mismo sentido con 30 N y 20 N dan un total de 50 N, pero si jalan en sentidos opuestos dan 30 − 20 = 10 N hacia la más fuerte. Cuando se combinan fuerzas en ángulo recto, se suman como los lados de un triángulo rectángulo: 3 N hacia el este y 4 N hacia el norte dan 5 N hacia el noreste.
Las seis unidades son qué es una fuerza, las tres leyes de Newton, la fricción, la gravedad y el peso, el péndulo, y una primera mirada al trabajo y la energía. Newton expuso las tres leyes en sus Principia de 1687. El par de fuerzas de la tercera ley actúa sobre objetos distintos, por lo que nunca se cancelan entre sí. Un caballo y un carro se mueven de todos modos porque la aceleración del caballo depende de todas las fuerzas que actúan sobre él, incluido el suelo que empuja sus cascos. La fricción casi no depende del área de contacto: un ladrillo se desliza con más o menos la misma fricción plano o apoyado sobre su lado angosto. Una persona de 70 kg pesa unos 687 N en la Tierra, 260 N en Marte y 113 N en la Luna, con la misma masa en todas partes.
El laboratorio de movimiento hace oscilar un péndulo en la Tierra, la Luna o Marte y mide su tiempo frente a la fórmula. OpenStax da el periodo como T = 2π√(L ÷ g), en el que no aparece la masa de la lenteja, así que una lenteja pesada y una ligera de la misma longitud oscilan al compás. Un péndulo de 1.00 m en la Tierra tiene T ≈ 2.006 s. Puedes usar la idea al revés: un péndulo de 75.000 cm con un periodo de 1.7357 s da g ≈ 9.828 m/s².
Antes de empezar
Las fuerzas explican por qué las cosas se mueven como describe Movimiento, así que ese curso es un primer paso natural, sobre todo su unidad sobre la aceleración. También usarás F = ma y una raíz cuadrada para el péndulo, de modo que basta el álgebra básica. No se necesita nada más.
Al terminar
Podrás sumar fuerzas para hallar la fuerza neta, usar la segunda ley de Newton para obtener la aceleración a partir de la fuerza y la masa y calcular el empuje necesario para poner en movimiento una caja contra la fricción. Podrás distinguir masa de peso en la Tierra, Marte y la Luna, medir el tiempo de un péndulo y compararlo con su fórmula y calcular el trabajo de subir una bolsa a un estante.
- 1¿Qué es una fuerza?Un newton equivale aproximadamente al peso de una manzana pequeña sostenida en la mano.
- 2Las tres leyes de NewtonUn auto de 1200 kg necesita una fuerza neta de 3600 N para acelerar a 3 m/s².
- 3FricciónUn neumático que patina sobre concreto seco tiene un coeficiente de fricción de aproximadamente 0.7; sobre concreto mojado baja a unos 0.5.
- 4Gravedad y pesoUna persona de 70 kg pesa unos 687 N en la Tierra, 260 N en Marte y 113 N en la Luna, pero su masa es la misma en todas partes.
- 5El pénduloUn péndulo de 99.4 cm de longitud tarda 2 segundos en completar una oscilación, un segundo en cada sentido.
- 6Trabajo y energía: una primera miradaElevar una bolsa de 2 kg hasta una repisa de 1.5 m requiere unos 29 julios de trabajo, y la bolsa devuelve esos mismos 29 J al caer.
Fuentes de este curso (10)
- OpenStax College Physics 2e, chapter 4 (Newton's laws)
- 5.1 (Friction, Table 5.1 coefficients)
- 5.2 (Drag)
- 7 (Work and energy)
- 16.4 (The simple pendulum, worked example 75.000 cm and 1.7357 s) (openstax.org/books/college-physics-2e)
- NIST CODATA standard acceleration of gravity 9.80665 m/s² and Newtonian constant of gravitation (physics.nist.gov/cuu/Constants)
- NASA Moon and Mars Fact Sheets (surface gravity 1.62 m/s²; Mars 3.69 to 3.73 m/s²; Earth GM 0.39860 × 10⁶ km³/s², mean radius 6371 km; Earth surface acceleration 9.78 equator, 9.83 pole) (nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/)
- Newton, Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687)
- Galileo, Two New Sciences (1638)
- American Physical Society, "Christiaan Huygens Patents the First Pendulum Clock" (aps.org/apsnews/2017/06/huygens-patents-first-pendulum-clock).
Fecha de consulta: 2026-10-17