Què són les forces?

La part de la física que estudia les causes de la variació del moviment dels objectes es diu dinàmica. A la dinàmica el concepte de força és molt important. El concepte de força es pot definir com "la causa que provoca el canvi en el moviment d'un objecte". La unitat que s'utilitza per mesurar forces és el newton i l'aparell que mesura forces es diu dinamòmetre.


Tipus de forces i efectes que causen les forces

Les forces es poden classificar de moltes maneres diferents. Per exemple podem tenir en compte si entre els cossos que intervenen hi ha contacte directe o no. Així tenim,

Forces que actuen a distància: com per exemple, la força de la gravetat o les forces electromagnètiques. En aquests casos no hi ha contacte directe entre els objectes.

Forces de contacte:es donen quan dos cosos tenen les seves superfícies en contacte directe. En aquest cas, l'exemple més clar és la força de fregament. Aquesta força depen de la superfície en la que el cos està lliscant. En una superfície rugosa la força de fregament és més alta que en una superfície llisa. Un alta característica important es que la força de fregament sempre s'oposa al sentit en el que l'objecte s'està movent.
Les forces també es poden classificar en funció de l'efecte que causen:
Les forces causen canvis en el moviment: quan sobre un objecte que s'esta movent s'aplica una força, aquesta pot causar diferents efectes:
  • Si s'aplica en la mateixa direcció i sentit en el que es mou l'objecte: produeix una acceleració
  • Si s'aplica en la mateixa direcció i sentit contrari:
  • produeix una desacceleració del objecte.
  • Si s'aplica en una direcció diferent:
  • produeix un canvi en la direcció de moviment del objecte, com per exemple en el moviment circular, on una força canvia constanment la direcció del objecte que s'està movent.
Les forces deformen els cossos: Imaginem un tros de plastilina sobre una taula. Si faig una força des de dalt no es pot produir un moviment perquè la taula no deixa passar la plastilina cap avall però observem que la plastilina es deforma de manera permanent. En altres casos el cos es deforma però quan la força deixa d'actuar recupera la seva forma original, com per exemple les molles. Aquests materials es diuen plàstics i elàstics respectivament.

I què passa quan no observem cap efecte? Tenim dos amics que estiren cadascun d'una corda en la mateixa direcció però en sentit contrari. Si tots dos, fan una força amb una intensitat semblant, la corda no es desplaça en cap sentit. Això és així perquè les forces que actuen es contraresten i fan el mateix efecte que si no existís cap força.
A vegades pot passar que sobre un objecte no actua cap força. En aquest cas, hi ha dues possbilitats:
  • Que el objecte estigui en repòs.
  • Que si el objecte està en moviment, es quedi indefinidament en un moviment rectilini uniforme fins que comenci a actuar una força que li faci canviar de direcció o velocitat.


Troba la paraula adequada per cada frase:




Quina relació hi ha entre força i acceleració?

Tots sabem que si transmetem més força a un objecte aconseguim que aquest tingui un moviment més ràpid. D'altra banda quan més massa té un objecte ménys rapidesa aconseguim quan l'impulsem amb una mateixa força. D'aquestes dues relacions obtenim la següent llei:

La força aplicada sobre un objecte és igual a la multiplicació de la seva massa per l'acceleració (canvi de rapidesa) que experimenta.
Força= massa*acceleració o també F=m*a
També tenim una fòrmula per calcular l'acceleració si si sabem la força que actua sobre ell i la seva massa:
acceleració=
Força
massa

Calcular la massa d'un objecte que es mou es pot saber si sabem la intensitat de la força que l'ha impulsat l'acceleracióque ha aconseguit amb aquesta fòrmula

massa=
Força
acceleració


Fes els següents problemes:

4.- Si un cos té una massa de 20 kg i es mou gràcies a una força de 4 N. Quina acceleració adquireix?



5.-un cotxe té una acceleració de 1.5 m/s 2 i hem utilitzat una força de 60 N. Quina és la seva massa?

Una força molt especial: la força de la gravetat
Estem acostumats a que els objectes caiguin quan res no els subjecta o suporta. Qualsevol cos tendeix a buscar la posició a ocupar una posició lo més baixa possible. Això és així perquè el nostre planeta, la Terra atrau tots els objetes que es troben al seu damunt mitjantçant una força a distància, la força de la gravetat.
Quines són les característiques d'aquesta força?
  • És atractiva
  • La intensitat de la força depen de la massa i la distància que hi ha entre els cossos. Com més allunyats estan els cossos més feble és la força de la gravetat
  • És universal: afecta a tots els cossos que hi ha a l'Univers. La força gravitatòria depen de les masses dels cossos. Quan més gran és la massa d'un cos més és nota la força gravitatòria. Entre dos alumnes d'una mateixa classe hi ha força de d'atracció gravitatòria, el que passa es que com que les seves masses són molt petites, la força d'atracció és també molt petita.
El pes , que acostumen a confondre amb la massa és en realitat la força amb que la Terra atrau els cossos. Quan un objecte cau ho fa amb un moviment rectilini uniformement accelerat. L'acceleració (canvi de rapidesa) amb que cauen els cossos és sempre la mateixa a prop de la superficie de la Terra i té un valor de 9.8 m/s2. Aquesta acceleració es representa amb la lletra g. Aplicant la fòrmula F=m*a a aquest cas concret el resultat és que el Pes = massa* g
El valor de g es diferent en cada astre i per tant el pes varia en funció d'on es trobi l'objecte. La massa mai no varia.

6.- Calcula el teu pes en newtons. Calcula també el teu pes a la lluna saben que allà el valor de l'acceleració de la gravetat és de 1.61 m/s2.

7.- Digues si les següents afirmacions són certes o falses.
A.- No és necessari el contacte entre dos cossos perquè hi hagi una força entre aquests.
B.- Si sobre una bicicleta en moviment no hi actués cap força mai no s'aturaria.
C.- A la lluna pesaries el mateix que a la Terra.
D.- Com més accelearció experimenta un cos més força s'hi exerceix a sobre.


8.- Tria la resposta correcta: els planetes giren al voltant del sol perquè:
a.- Sobre aquests no actua cap força.
b- Experimenten molt fregament.
c- El Sol exerceix una força gravitatòria.

9.- Els materials que no es derfomen permanenment després que hi actui una força es diuen...