Tema 2 — Fuerzas y cambios de los objetos
Saberes previos: ¿Qué sucede cuando aplastas una pelota 'anti estrés' evitando que se reviente? ¿Puedes citar otros ejemplos parecidos?
Desequilibrio cognitivo: Existen materiales que, al aplicar fuerza, se doblan y no regresan a su forma original. ¿Por qué no se quiebran?
Habíamos visto que la fuerza es aquello que puede producir no solo un cambio de movimiento, sino también una deformación en los cuerpos. En efecto, la fuerza aplicada en la materia puede producir cambios de forma, muchas veces imperceptibles y en otras ocasiones muy notorios.
Existen factores para que un cuerpo cambie de forma. Uno de ellos es la intensidad de la fuerza que se aplica sobre el material. Hay una mayor probabilidad de producir cambios de forma si la fuerza aplicada es alta; por ejemplo, cuando un automóvil choca con violencia a otro, hay gran deformación de los materiales.
Otro factor es la consistencia o estructura del material donde se aplica la fuerza; en virtud de ello, hay dos tipos de deformaciones.
Deformaciones temporales o elásticas
Algunos materiales, como cauchos, esponjas y ciertos plásticos, se deforman cuando se aplica la fuerza, pero vuelven a su estado original cuando ha terminado la acción de la fuerza. Su estructura hace que sean cambios de forma momentáneos, luego regresan a su estado natural. Es decir, tienen cierta 'memoria' de estado natural. Esta característica es muy importante en la industria de elásticos, resortes, colchones y amortiguadores.
Deformaciones permanentes o plásticas
Existen materiales, como los metales que, cuando se aplica una fuerza, se deforman permanentemente. Por ejemplo, si aplastas una gaseosa enlatada en envase de aluminio, este se mantiene en ese estado deformado por causa de la disposición de las moléculas.
Glosario
- Deformación: cambios en la forma o tamaño debido a la aplicación de una o varias fuerzas.
- Molécula: agrupación ordenada de átomos iguales o diferentes que forman sustancias puras.
Fuerzas y cambios de rapidez de los objetos
La fuerza aplicada en un objeto es capaz de cambiar el estado de reposo o de movimiento en este. Así, a mayor fuerza aplicable mayor será la rapidez de un cuerpo; si la fuerza va disminuyendo, la rapidez del objeto disminuirá en la misma proporción.
La fuerza y el cambio de velocidad en la vida del ser humano
Desde la Antigüedad, el ser humano ha notado que una fuerza aplicada a un objeto produce movimiento. Este conocimiento lo empleó en la navegación en ríos y mares, aprovechando la fuerza del viento.
Igualmente, desde hace siglos, el ser humano ya utilizó la fuerza del viento (eólica) para mover las aspas de molinos, que transformaban el movimiento del aire en movimientos mecánicos para triturar granos o para bombear agua.
Los cuerpos tienden a mantenerse en reposo o en movimiento hasta que no haya otra fuerza que cambie su estado. Por ejemplo, en los vehículos terrestres, aéreos y acuáticos la tendencia a moverse es restada por fuerzas que detienen al cuerpo; esas fuerzas son la gravitatoria y el rozamiento.
Glosario
- Rapidez: o celeridad, manifiesta la relación entre el espacio recorrido en un determinado tiempo.
- Fuerza gravitatoria: fuerza de atracción mutua existente entre dos masas (entre la Tierra y los objetos que hay en ella).
- Rozamiento: fuerza que aparece cuando dos cuerpos se ponen en contacto, oponiéndose al desplazamiento de los mismos.
