Autor: MsC. María D. Zubero Puerta

MsC. Zulema Pérez Gómez

Si analizamos el movimiento de una pelota que se mueve rectilíneamente con una velocidad v por el suelo, y nos preguntaran cómo puede modificarse el movimiento de esta, cómo puede cambiarse su trayectoria, su movimiento uniforme en línea recta, cómo puede acelerarse o frenarse, seguro que podemos responder que es la interacción con otro cuerpo lo que permite cualesquiera de estos cambios, en otras palabras, pudieran pensar en aplicarle una fuerza a la pelota.

Las fuerzas en la naturaleza son resultado de la interacción o acción mutua entre los cuerpos, por eso las fuerzas no existen aisladas, sino en parejas. (figura de interacción entre dos cuerpos)

En Física fuerza es la magnitud vectorial que mide la interacción entre los cuerpos.

En la naturaleza existen muchos tipos de fuerza pero todas son resultado de cuatro tipos de interacciones fundamentales, gravitatorias, electromagnéticas, fuertes y débiles.

F_1

El chofer de un auto que se mueve a 72 km/h desconecta el motor y rápidamente aplica los frenos. ¿Qué distancia recorrerá el auto hasta detenerse si el coeficiente de fricción cinético es de 0,20?

¿Cuál es la incógnita a resolver?

La distancia recorrida por un auto cuando su chofer desconecta el motor y aplica los frenos.

¿Qué tipo de movimiento lleva el chofer hasta detenerse?

El auto lleva un movimiento rectilíneo uniformemente variado, en este caso retardado porque disminuye su velocidad desde un valor determinado hasta cero cuando ya se detuvo.

¿Qué expresión nos permite encontrar la distancia recorrida en este movimiento?

12c_1

Como vf = 0 porque el auto se detiene las ecuaciones quedan:

12c_2

Interrogante-12¿Cuál de ellas nos permite encontrar la solución al problema?

¿Podemos resolver el problema con los datos que tenemos?

Seleccionemos la segunda ecuación porque tenemos como dato la velocidad inicial del auto y para calcular la aceleración del movimiento debemos aplicar el método de la fuerza, aplicar la segunda ley del movimiento.

¿Por qué no seleccionamos la ecuación (1) para resolver el problema?

¿Con qué cuerpos interactúa el auto?

Con la superficie de apoyo, el pavimento y la Tierra. Consideremos despreciable la interacción con el aire.

¿Qué fuerzas actúan sobre el auto?

La fuerza de gravedad, la fuerza normal y la fuerza de fricción o rozamiento.

Veamos estas fuerzas en un diagrama:

12c_3

De estas fuerzas que actúan sobre el auto, como resultado de su interacción con otros cuerpos, ¿cuál es la fuerza que lo hace cambiar su estado de movimiento y detenerse?

La fuerza de fricción, porque la normal y la fuerza de gravedad están equilibradas, es decir el movimiento acelerado se produce en el eje x, no hay resultante de fuerzas actuando en el eje y.

Para calcular la aceleración utilizamos la segunda ley del movimiento:

12c_4

Conocemos por datos el valor del coeficiente de fricción por deslizamiento y la constante g, por lo que podemos sustituir (5) en (2) y tenemos la ecuación que soluciona el problema en función de datos conocidos:

12c_5

Sustituyendo por los datos, demuestra que la distancia recorrida por el auto hasta detenerse es de 102 m.

Para el estudio independiente de este tema puedes resolver el ejemplo 1 de la página 3 del libro Física 12mo G parte II y los problemas propuestos 8, 9 y 10 de la página 43.


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