Conceptos Fundamentales de Fuerzas, Electromagnetismo y sus Aplicaciones

Definición de Fuerza

La fuerza es una interacción entre cuerpos capaz de deformarlos o de modificar su estado de reposo o movimiento.

Tipos de Deformación

• Deformación elástica: Son aquellos materiales que recuperan su tamaño y forma cuando la fuerza deja de actuar.
• Deformación plástica: Son aquellos materiales que no recuperan su forma original una vez que cesa la fuerza que los deforma.

Leyes del Movimiento y Dinámica

Principio de Inercia

Afirma que, si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza externa, o las que actúan están equilibradas, este conserva su estado, ya sea de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme.

Cambios en la Velocidad

Las fuerzas modifican el estado de reposo de un cuerpo, aceleran o frenan el movimiento, y modifican la dirección del mismo.

Medición de Fuerzas

El dinamómetro es un instrumento que sirve para medir fuerzas. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el newton.

Sistemas de Fuerzas

Es un conjunto de fuerzas que actúan al mismo tiempo sobre un cuerpo:

• Fuerzas con el mismo sentido.
• Fuerzas con distinto sentido.
• Fuerzas perpendiculares.

Tipos de Fuerzas Específicas

• Fuerza elástica: Se define mediante la fórmula F = k · x.
• Fuerza de rozamiento: Es una fuerza que generalmente se opone al movimiento y que aparece al poner en contacto dos superficies.
• Fuerza de tensión: Es la fuerza con la que una cuerda tira del objeto al cual está unida.

Electricidad y Electrización

Cuando frotamos dos cuerpos, los electrones que pierde un cuerpo pasan al otro y ambos quedan electrizados. Esta forma de electrización se denomina por frotamiento, donde la cantidad de carga total se mantiene.

En la electrización por inducción, al aproximar un cuerpo cargado a otro neutro, las cargas de este se recolocan debido a la fuerza eléctrica.

Conductores y Aislantes

• Conductores: Materiales capaces de transmitir cargas eléctricas de un punto a otro con mucha facilidad.
• Aislantes: Materiales que oponen resistencia al movimiento libre de los electrones a través de ellos.

Magnetismo y Electromagnetismo

El magnetismo es la propiedad que presentan ciertos cuerpos de interactuar con algunos metales, como el hierro, atrayéndose mutuamente.

• Cada imán tiene dos polos: norte y sur.
• Un imán crea en su entorno una propiedad física llamada campo magnético.
• La brújula es un instrumento que consiste en una aguja magnetizada con libertad para girar sobre un eje, señalando un punto muy cercano al polo norte geográfico.

Relación entre Electricidad y Magnetismo

Una corriente eléctrica (cargas en movimiento) crea un campo magnético. Asimismo, al variar un campo magnético dentro de una bobina, se genera un movimiento en las cargas del cable, produciendo corriente eléctrica.