Fuerzas de contacto

Fuerza normal: una fuerza de contacto

La fuerza normal está presente en todas partes a nuestro alrededor, desde un libro sobre una mesa hasta una locomotora de vapor sobre raíles. Para ver por qué existe esta fuerza, recuerda que la tercera ley del movimiento de Newton establece que toda acción tiene una reacción igual y opuesta.

La fuerza normal sobre un objeto siempre será normal a la superficie sobre la que está colocado, de ahí su nombre. En las superficies horizontales, la fuerza normal es igual al peso del cuerpo en magnitud, pero actúa en sentido contrario, es decir, hacia arriba. Se representa con el símbolo$N$(no confundir con el símbolo vertical$\mathrm{N}$para el newton) y dada por la siguiente ecuación:

$\mathrm{normal}\mathrm{force}=\mathrm{mass}\times \mathrm{gravitational}\mathrm{acceleration}$.

Si medimos la fuerza normal en , la masa$m$en$\mathrm{kg}$y la aceleración gravitatoria$g$en$\frac{\mathrm{m}}{{\mathrm{s}}^2}$entonces la ecuación de la fuerza normal sobre una superficie horizontal en forma simbólica es

$N=mg$

o en palabras

$\mathrm{normal}\mathrm{force}=\mathrm{mass}\times \mathrm{gravitational}\mathrm{field}\mathrm{strength}$.

La fuerza normal sobre el suelo para una superficie plana. Sin embargo, esta ecuación sólo es válida para las superficies horizontales, cuando la superficie está inclinada la normal se divide en dos componentes, StudySmarter Originals.

Otros tipos de fuerzas de contacto

Por supuesto, la fuerza normal no es el único tipo de fuerza de contacto que existe. Veamos a continuación otros tipos de fuerzas de contacto.

Fuerza de rozamiento

Sin embargo, no veas la fricción sólo de forma negativa, ¡porque la mayoría de nuestras acciones cotidianas sólo son posibles gracias a la fricción! Más adelante daremos algunos ejemplos de ello.

A diferencia de la fuerza normal, la fuerza de rozamiento es siempre paralela a la superficie y en dirección opuesta al movimiento. La fuerza de rozamiento aumenta a medida que aumenta la fuerza normal entre los objetos. También depende del material de las superficies.

La fuerza de rozamiento ayuda a controlar un objeto en movimiento. En ausencia de fricción, los objetos seguirían moviéndose eternamente con un solo empujón, tal como predice la primera ley de Newton, stickmanphysics.com.

Resistencia del aire

La resistencia del aire o resistencia aerodinámica no es más que la fricción que experimenta un objeto al desplazarse por el aire. Se trata de una fuerza de contacto porque se produce debido a la interacción de un objeto con las moléculas de aire, donde éstas entran en contacto directo con el objeto. La resistencia del aire sobre un objeto aumenta a medida que aumenta la velocidad del objeto, porque a mayor velocidad se encontrará con más moléculas de aire. La resistencia del aire en un objeto también depende de su forma: por eso los aviones y los paracaídas tienen formas tan diferentes.

Tensión

La tensión es la fuerza de reacción a las fuerzas de tracción externas en el contexto de la tercera ley de Newton. Esta fuerza de tensión es siempre paralela a las fuerzas de tracción externas.

La tensión actúa dentro de la cuerda y se opone al peso que soporta, StudySmarter Originals.

Observa la imagen anterior. La tensión de la cuerda en el punto donde está sujeto el bloque actúa en dirección opuesta al peso del bloque. El peso del bloque tira de la cuerda hacia abajo, y la tensión dentro de la cuerda actúa en dirección opuesta a este peso.

Ya hemos visto algunos tipos de fuerzas de contacto, pero ¿cómo diferenciamos las fuerzas de contacto de las fuerzas sin contacto?

Diferencia entre fuerza de contacto y sin contacto

Las fuerzas sin contacto son fuerzas entre dos objetos que no requieren el contacto directo entre los objetos para existir. Las fuerzas sin contacto son de naturaleza mucho más compleja y pueden estar presentes entre dos objetos separados por grandes distancias. En la tabla siguiente hemos esbozado las principales diferencias entre la fuerza de contacto y la fuerza sin contacto.

Ahora que puedes distinguir claramente entre estos dos tipos de fuerzas, veamos algunos ejemplos que incluyen fuerzas de contacto.

Ejemplos de fuerzas de contacto

Veamos algunas situaciones de ejemplo en las que entran en juego las fuerzas de las que hemos hablado en los apartados anteriores.

Veamos ahora cómo la fricción desempeña un papel importante en nuestra vida cotidiana.

Por último, veamos un fenómeno que vemos habitualmente en las películas.

Esto nos lleva al final del artículo. Repasemos ahora lo que hemos aprendido hasta ahora.