Este documento resume los conceptos fundamentales de la fuerza. Define la fuerza como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o movimiento de un cuerpo o producir una deformación. Explica que una fuerza es una magnitud vectorial con magnitud, dirección y punto de aplicación. También describe las diferentes clases de fuerzas, efectos de las fuerzas, unidades de medida como el newton, y las máquinas simples como la palanca y la polea.

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Liceo Nocturno Ramón Ignacio Méndez
Barinas Estado Barinas
LA FUERZA Y SUS
EFECTOS
PROFESOR: ALUMNO:
JULNEY NOGUERA RAFAEL CONCEPCIÓN BLANCO
MATERIA: C.I.: V- 9988769
CIENCIAS BIOLÓGICAS PERIODO: 01

2. Concepto de fuerza
Imagina que empujas con tu dedo una bola en reposo sobre una mesa de billar. Tu
intuición probablemente te dice que le estás dando "fuerza" a la bola. De una manera
más formal podemos decir que le estamos aplicando una fuerza a la bola. ¿Qué
ocurrirá entonces? Lo más probable es que nuestra bola empiece a moverse, pero si
esta fuese, por ejemplo, un globo de agua también podría suceder que se deformase y
nuestro dedo fuese "engullido" por el mismo.
Efectos de una fuerza
Cuando comienzas una partida de billar aplicas, con el taco, una fuerza sobre la bola
blanca (cue ball ). Esta fuerza termina propagándose al resto de bolas del juego,
inicialmente en reposo, poniéndolas a todas en movimiento.
Definimos una fuerza como toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de
movimiento de un cuerpo, o de producir una deformación en él. Una fuerza es la
interacción de un cuerpo con algo externo a él y es una magnitud
vectorial caracterizada por poseer módulo, dirección, sentido y punto de aplicación o
punto origen.
La unidad en el Sistema Internacional es el Newton (N). Un Newton es la fuerza que,
al aplicarse sobre una masa de un kilogramo (Kg), le provoca una aceleración de un
metro por segundo al cuadrado (m/s2).
Históricamente el estudio del movimiento de los cuerpos y su causa ha fascinado al
hombre desde la antigüedad. Aristóteles (284 - 322 a.C. ), uno de los sabios más
importantes de la antigua Grecia, fue uno de los principales precursores de este
estudio, manteniéndose sus ideas vigentes durante toda la Edad Media.
Posteriormente Galileo (1564 - 1642) fue capaz de describir de manera matemática el
movimiento (famoso es el principio de relatividad de Galileo), pero no analizó
las causas del mismo. Años después fue Isaac Newton (1643 - 1727) quien,
basándose en las ideas de Galileo, determinó las causas del mismo: las fuerzas.
Otras unidades de medida
Además del newton, existen otras unidades menos utilizadas:

3.  dina (dyn). Se trata de la fuerza que, aplicada a una masa de un gramo, le
proporciona una aceleración de un centímetro por segundo al cuadrado
(cm/s2) o Gal. Es una unidad del Sistema Cegesimal de Unidades. 1 d = 10-5 N
 kilopondio (kp) o kilogramo-fuerza (kgf). Es lo que pesa una masa de 1 kg
en la superficie terrestre. Dicho de otro modo, es la fuerza ejercida sobre una
masa de 1 kg por la gravedad en la superficie terrestre (9,81 m/s2). Es la
unidad del Sistema Técnico de Unidades. 1 kp = 9.8 N
 poundal (pdl). Se trata de la fuerza necesaria para acelerar una masa de 1
libra a un pié por segundo al cuadrado. Se trata de una unidad especializada
del sistema anglosajón de unidades, de ahí que utilice el pie (1 pie = 30.48
cm) como unidad de longitud para su definición. 1 pdl = 0.1382550 N
 libra fuerza (lbf). Se trata de la fuerza gravitacional ejercida sobre una masa
de una libra (0.45359237 kg.) sobre una idealizada superficie de la Tierra. Se
trata también de una unidad especializada del sistema anglosajón de unidades.
1 lbf = 4,448222 N
 KIP. Es otra unidad más del sistema anglosajón de unidades. Equivale a mil
libras, es decir, 1 KIP = 1000 lbf, y por tanto 1 KIP = 4448,222 N
Representación de fuerzas
Anteriormente hemos definido la fuerza como una magnitud vectorial, y por tanto son
representadas como vectores. Efectivamente, como puedes observar en la siguiente
imagen, la dirección y el sentido de la fuerza debe ser tenida en cuenta para poder
predecir sus efectos.
Observa que una de las características señaladas de las fuerzas ha sido el punto
origen, también conocido como punto de aplicación. Se trata del punto del espacio
en el que la fuerza es aplicada, y por tanto, los efectos que produce la fuerza en un
cuerpo puede variar en función del mismo. En cualquier caso, en este nivel nos
centraremos en objetos puntuales, y por tanto aplicar una fuerza a un cuerpo es
aplicarla en su único punto.
Por otro lado las fuerzas, como vectores que son, pueden ser descompuestas. Esto nos
permitirá, por ejemplo, observar los efectos que producen en el espacio en cada
dimensión (eje) por separado.

4. Efectos de las Fuerzas
Las fuerzas surgen a partir de las interacciones entre los cuerpos. Observa la
siguiente imagen.
Recuerda, cada interacción lleva asociada una pareja de fuerzas. A este principio se
le conoce como ley de acción y reacción.
Según la distancia a la que interaccionen los cuerpos, podemos distinguir claramente
dos tipos:
 Interacción por contacto. Las fuerzas surgen al ponerse en contacto dos o
más cuerpos. Por ejemplo, cuando hay un choque o cuando empujas una
puerta.
 Interacción a distancia. Los cuerpos, aunque no estén en contacto, ejercen
una fuerza sobre los otros. Por ejemplo, la fuerza de atracción de un imán
hacia algo metálico, o la propia fuerza de la gravedad que la Tierra ejerce
sobre la luna, y viceversa.
Efectos que producen las fuerzas se pueden resumir en dos tipos:
 Dinámicos. Producen cambios en la velocidad (módulo, dirección o sentido)
del cuerpo sobre el que actúan. Por ejemplo, si aplicas y mantienes durante
cierto tiempo la misma fuerza al carrito de la compra, este irá aumentando de
manera paulatina su velocidad. Para entender los efectos dinámicos de las
fuerzas son de particular utilidad las leyes de Newton. Por otro lado, ten
presente que si la dirección de la fuerza que se aplica a un cuerpo libre no
pasa por su centro de gravedad, le producirá un movimiento de rotación (giro)
y un movimiento de traslación (desplazamiento). Es lo que ocurre cuando
golpeas un balón con el pié justo por el borde y no por el centro. En cualquier
caso, en este tema nos centraremos en cuerpos puntuales, y por tanto solo
consideraremos los movimientos de traslación. Si deseas ampliar información
sobre este particular, visita el tema dedicado al sólido rígido
La segunda ley de Newton nos permite conocer la aceleración que adquiere un
cuerpo cuando actúa una fuerza o un conjunto de fuerzas sobre él.

5.  Elásticos. Producen cambios en la estructura del cuerpo sobre el que actúan.
Por ejemplo, para forjar una espada, se suelen aplicar diversos tipos de fuerzas
a un pedazo de acero incandescente.
 ELEMENTOS DE UNA FUERZA
Los elementos de la fuerza son:
 Punto de aplicación: Es el lugar donde se aplica la fuerza.
 Dirección: Es la línea sobre la cual actúa la fuerza. Puede ser vertical,
horizontal o inclinada.
 Sentido: Indica hacia donde se aplica o dirige la fuerza. Se representa
mediante una punta de flecha.
 Intensidad o magnitud: Es el tamaño del vector de acuerdo con la escala que
se está utilizando.
 UNIDADES DE LA FUERZA
La unidad de medida según el SI de fuerza es el newton (cuyo símbolo es
N). Es derivada con nombre especial al considerar a Isaac Newton como el
primero que formuló la definición de fuerza, la que se define a partir de la masa
y la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo).
Formula: F = m . a / Siendo F la fuerza total que actúa sobre el
cuerpo, m la masa y a la aceleración)
 CLASE DE FUERZA
La clasificación de los distintos sistemas de fuerzas se da como sigue:
 Fuerzas colineales: En este sistema, ninguna fuerza componente ofrece
resistencia, es decir, todas las fuerzas tienen el mismo sentido. Para obtener
la fuerza resultante, bastará con sumar de forma algebraica las fuerzas
componentes.
 Fuerzas paralelas: Las direcciones de las fuerzas son paralelas pero no
necesariamente tienen que ser colineales.
 Fuerzas concurrentes o angulares: Las líneas de acción de las fuerzas se
centran en un único punto y es posible la formación de ángulos entre las
fuerzas del sistema.
LAS MAQUINAS SIMPLES
 CLASES DE MAQUINAS

6. Según su complejidad, de uno o más puntos de apoyo, las maquinas se
clasifican en dos grupos:
Máquinas simples: son máquinas que poseen un solo punto de apoyo, las
maquinas simples varían según la ubicación de su punto de apoyo.
Máquinas compuestas: son máquinas que están conformadas por dos o más
maquinas simples.
De acuerdo con la clasificación establecida en el Renacimiento, las seis
máquinas simples son:
 La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, llamado fulcro, a la
que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una
resistencia. Se cumple la conservación de la energía y, por lo tanto, la fuerza
aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia
por su espacio recorrido.
 El torno es una máquina simple con forma de cilindro que gira libremente
alrededor de su eje, de forma que permite enrollar una cuerda o un cable del
que se suspenden cargas que se necesita desplazar verticalmente.
 La polea es un dispositivo mecánico de tracción constituido por una rueda
acanalada o roldana por donde pasa una cuerda, lo que permite transmitir
una fuerza en una dirección diferente a la aplicada. Además, formando
aparejos o polipastos de dos o más poleas es posible también aumentar la
magnitud de la fuerza transmitida para mover objetos pesados, a cambio de
la reducción del desplazamiento producido.
 En el plano inclinado se aplica una fuerza para vencer la resistencia vertical
del peso del objeto a levantar. Dado el principio de conservación de la
energía, cuanto más pequeño sea el ángulo del plano inclinado, más peso se
podrá elevar con la misma fuerza aplicada, pero a cambio, la distancia a
recorrer será mayor.
 La cuña transforma una fuerza vertical en dos fuerzas horizontales de sentido
contrario. El ángulo de la cuña determina la proporción entre las fuerzas
aplicadas y la resultante, de un modo parecido al plano inclinado. Es el caso
de hachas o cuchillos.
 Tornillo: El mecanismo de rosca transforma un movimiento giratorio
aplicado a un volante o manilla, en otro rectilíneo en el husillo, mediante un
mecanismo de tornillo y tuerca. La fuerza aplicada por la longitud de la
circunferencia del volante ha de ser igual a la fuerza resultante por el avance
del husillo. Dado el gran desarrollo de la circunferencia y el normalmente
pequeño avance del husillo, la relación entre las fuerzas es muy grande.
Herramientas como el gato del coche o el sacacorchos derivan del
funcionamiento del tornillo.
Pese al carácter tradicional de la lista anterior, no es infrecuente encontrar
listas que incluyan algún elemento mecánico distinto. Por ejemplo, algunos autores
consideran a la cuña y al tornillo como aplicaciones del plano inclinado; otros
incluyen a la rueda como una máquina simple; también se considera el eje con

7. ruedas una máquina simple, aunque sea el resultado de juntar otras dos máquinas
simples.
Una máquina compuesta es un dispositivo mecánico formado a partir de un
conjunto de máquinas simples conectadas en serie, de forma que la fuerza resultante
de una proporciona la fuerza aplicada en la siguiente. Por ejemplo, un tornillo de
banco consiste en una palanca (el mango de la prensa del tornillo) conectada en
serie con un tornillo, y un reductor de velocidad consiste en un conjunto de ejes
y engranajes (funcionando mecánicamente como si fueran tornos) conectados en
serie.
 VENTAJAS MECÁNICAS DE LA MAQUINA SIMPLE
El uso de las máquinas le ha permitido al hombre hacer el trabajo que no
podría hacer sin ayuda.
Las máquinas también han hecho posible que el hombre aproveche la fuerza
del viento, de los combustibles y del agua.
Sin las máquinas el hombre aún estaría en un estado primitivo y el progreso
que conocemos actualmente nunca podría haber surgido.
A grandes rasgos una máquina simple es cualquier dispositivo utilizado para
aumentar la fuerza, cambiar la dirección de la fuerza, o aumentar la velocidad en la
ejecución de un trabajo.
El trabajo se realiza sólo si algo se mueve al superar una resistencia, como la
fricción o la gravedad.
Una máquina simple no tiene una fuente de energía dentro de ella, por lo que
no puede hacer un trabajo a menos que se aplique energía en ella.
Podemos resumir que las ventajas son:
1.- Es una máquina sencilla y realiza su trabajo en un solo paso.
2.- Se realiza trabajo de entrada por la aplicación de una fuerza única.
3.- Se aplica una fuerza, hay una resistencia y contiene un punto de apoyo.
4.- Mecanismo constituido por un solo operador diseñado para realizar un
trabajo más sencillo, conveniente y seguro.
 LEY DE EQUILIBRIO
Primera ley de Newton (equilibrio): Un cuerpo permanece en reposo o en
movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U. = velocidad constante) si la fuerza
resultante es nula (ver condición de equilibrio).
El que la fuerza ejercida sobre un objeto sea cero no significa necesariamente
que su velocidad sea cero. Si no está sometido a ninguna fuerza (incluido el
rozamiento), un objeto en movimiento seguirá desplazándose a velocidad constante.
Para que haya equilibrio, las componentes horizontales de las fuerzas que
actúan sobre un objeto deben cancelarse mutuamente, y lo mismo debe ocurrir con
las componentes verticales.

8. Esta condición es necesaria para el equilibrio, pero no es suficiente. Por
ejemplo, si una persona coloca un libro de pie sobre una mesa y lo empuja igual de
fuerte con una mano en un sentido y con la otra en el sentido opuesto, el libro
permanecerá en reposo si las manos están una frente a otra. (El resultado total es
que el libro se comprime).
Pero si una mano está cerca de la parte superior del libro y la otra mano
cerca de la parte inferior, el libro caerá sobre la mesa.
Para que haya equilibrio también es necesario que la suma de los momentos
en torno a cualquier eje sea cero. Los momentos dextrógiros (a derechas) en torno a
todo eje deben cancelarse con los momentos levógiros (a izquierdas) en torno a ese
eje. Puede demostrarse que si los momentos se cancelan para un eje determinado, se
cancelan para todos los ejes. Para calcular la fuerza total, hay que sumar las fuerzas
como vectores.
 LA PALANCA COMO MODELO DE MAQUINA SIMPLE
La palanca es una barra rígida con un punto de apoyo, llamado fulcro, a la
que se aplica una fuerza y que, girando sobre el punto de apoyo, vence una
resistencia. Se cumple la conservación de la energía y, por lo tanto, la fuerza
aplicada por su espacio recorrido ha de ser igual a la fuerza de resistencia por su
espacio recorrido.