Las fuerzas externas e internas son las dos categorías básicas de fuerzas. Las fuerzas externas se clasifican además en fuerzas de contacto y fuerzas sin contacto.
Como dice el propio nombre, una fuerza externa es una fuerza que actúa sobre un sistema rodeando. El sistema necesita fuerza para acelerar o cambiar su energía cinética, el entorno proporciona esta fuerza externa a un sistema. Analicemos los ejemplos de fuerzas externas en detalle.
Ejemplos de fuerzas externas
- Fuerza de fricción
- Fuerza normal
- Fuerza de tensión
- Fuerza aplicada
- Resistencia del aire
- Fuerza de flotación
Fuerza de fricción
Cuando dos cuerpos en movimiento realizan un movimiento relativo entre sí, y las superficies de estos dos cuerpos entran en contacto, se produce la fricción. Esta fricción ejerce cierta fuerza sobre ambos cuerpos e intenta detener su movimiento o les ayuda a acelerar.
La fricción es una fuerza externa autoajustable, por lo que se ajusta según la necesidad de movimiento. La fricción es una fuerza desequilibrada y se divide principalmente en dos tipos.
- La fricción estática es la fricción entre las superficies de dos cuerpos cuando los cuerpos no se mueven entre sí. La fricción estática depende principalmente de la naturaleza del carácter y la fuerza normal. Si la superficie es lisa, la fricción estática es mínima y la fricción estática rugosa es máxima.
- Fricción cinética: es la fricción entre dos cuerpos cuando están en movimiento. Cuando la fuerza externa excede el valor de la fricción estática, el cuerpo comienza a moverse y la fricción entre la superficie y el cuerpo disminuye; esta disminución de la fricción es cinética. La magnitud de la fricción cinética es menor que la estática fricción.
Fuerza normal
La fuerza normal es la fuerza ejercida por la flor sobre el cuerpo que está sobre esa flor. los magnitud de la fuerza normal es igual al peso del cuerpo y la dirección es perpendicular a la superficie sobre la que se encuentra el cuerpo. Considere un bloque de masa M sobre una superficie horizontal, la dirección de la la fuerza normal es perpendicular a la superficie, y la magnitud de la fuerza que actúa sobre ese bloque es,
Aquí, N- fuerza normal en un bloque
M- Masa del bloque
g - Aceleración debida a la gravedad de la Tierra
Fuerza de tensión
Para producir tensión en la cuerda, estiramos una cuerda, cuerda o cable por dos extremos. La tensión juega un papel crucial para tirar de un peso pesado o colgarlo a cierta altura. La tensión es un fuerza de contacto que se transmite a través de la cuerda o cable y tira o sujeta el objeto.
Cuando tiramos de cierto objeto usando una cuerda o un cable, podemos cambiar la dirección de la fuerza aplicada usando una polea, y en este sistema, la tensión en ambos lados de la cuerda es la misma. Si una masa está suspendida de un techo usando dos cuerdas y en una condición estable, entonces, por esta causa, la tensión en la cuerda se puede calcular usando el teorema de Lami; de lo contrario, se utiliza la segunda ley del movimiento de Newton para calcular la tensión.
Fuerza aplicada
Es una fuerza externa aplicada directamente a un cuerpo por una persona u otro cuerpo. Esta fuerza es responsable de la aceleración de un cuerpo y esta fuerza no es conservadora. Considere un bloque de madera de masa M sobre una superficie horizontal. Un bloque necesita algo de fuerza externa para moverse de su posición, por lo que cuando aplicamos fuerza sobre un bloque, comienza a acelerar en la dirección de la fuerza.
En la vida diaria, usamos esta fuerza principalmente para empujar o tirar de cosas de su posición. Podemos obtener una ventaja mecánica mediante el uso de máquinas simples como la palanca y la rueda del eje.
Donde, m- masa de un objeto
a- aceleración del objeto
Resistencia del aire
¿Qué sucede cuando dejamos caer una pluma desde cierta altura? ¿Por qué cae más lento que una piedra del mismo peso? ¿Por qué no puede caer directamente al suelo? La respuesta a todas estas preguntas es resistencia del aire o arrastre. Siempre que un objeto cae desde cierta altura o se mueve con cierta velocidad, el aire aplica una fuerza resistiva sobre un objeto en la dirección opuesta del movimiento. su la fuerza resistiva se llama aire resistencia
La resistencia del aire también es una fuerza externa, por lo que es una fuerza disipativa y no conservadora por naturaleza. Los rascacielos como el Burj Khalifa también se enfrentan a la resistencia del aire, por lo que para evitar esta resistencia, las estructuras se construyen de manera que la resistencia del aire sea mínima.
Para calcular la resistencia del aire se utilizan las siguientes fórmulas,
Donde c - constante de fuerza
V - velocidad de un objeto
Fuerza de flotación
¿Has pensado alguna vez por qué nos sentimos más ligeros en el agua que en el suelo? Ocurre porque el agua ejerce presión sobre la superficie del cuerpo. A medida que nos adentramos en el agua, la presión comienza a aumentar. La presión en la parte inferior del cuerpo sumergido es más alta que en la parte superior y, debido a esta diferencia de presión, el cuerpo es empujado hacia la superficie del agua.
la expresión para fuerza de flotación es,
Donde ρ- densidad del fluido
g- aceleración debida a la gravedad
Vf-volumen de fluido desplazado
FAQ's
¿Qué es la fuerza interna?
Las fuerzas se dividen en fuerzas internas y externas sobre la base de su interacción con el sistema.
La fuerza que actúa sobre el sistema internamente y produce un cambio en el sistema o se opone al cambio en el sistema por una fuerza externa se llama fuerza interna. Las fuerzas internas se producen dentro del sistema y no pueden producir un cambio externo en un sistema, como una aceleración del sistema o un cambio en la energía cinética del sistema.
¿Por qué las fuerzas externas no son conservadoras?
La razón detrás de las fuerzas externas, también llamadas fuerzas no conservadoras, es la siguiente
Las fuerzas externas dependen de la trayectoria por la que se produce el movimiento de un sistema, por lo que no tienen energía potencial. De manera similar, las fuerzas externas son disipativas, lo que significa que, durante el período, el sistema pierde energía, por lo que la energía del sistema no se conserva. Por eso también se les llama fuerzas no conservadoras.
¿Es la gravedad una fuerza externa?
El fuerza interna y externa depende del sistema bajo estudio
La fuerza gravitacional es la fuerza de atracción entre dos partículas de un sistema. En fuerza gravitacional, estudiamos la interacción entre dos o más partículas. Además, la energía total se conserva en la fuerza gravitacional. Por lo tanto, la gravedad es una fuerza interna.
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Soy Shambhu Patil, un entusiasta de la física. He realizado M.Sc. en física. La física siempre me intriga y me hace pensar en cómo funciona este universo. Tengo interés en la física nuclear, la mecánica cuántica y la termodinámica. Soy muy bueno resolviendo problemas y explicando fenómenos físicos complejos en un lenguaje sencillo. Mis artículos lo guiarán a través de todos y cada uno de los conceptos en detalle.