FUERZA

CONCEPTO DE FUERZA

La fuerza es un concepto difícil de definir, pero muy conocido. Sin que nos digan lo que es la fuerza podemos intuir su significado a través de la experiencia diaria.

Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un efecto.

Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie, al empujar algún cuerpo sólido, al tirar una locomotora de los vagones, al realizar un esfuerzo muscular al empujar algo, etcétera siempre hay un efecto.

El efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:

 • modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la recibe

 • modificación de su aspecto físico

También pueden ocurrir los dos efectos en forma simultánea. Como sucede, por ejemplo, cuando alguien patea una lata de bebida: la lata puede adquirir movimiento y también puede deformarse.

De lo anterior podemos concluir que:

 La fuerza es aquella acción capaz de provocar un cambio de forma, tamaño o posición (pasar del movimiento al reposo o del reposo al movimiento) en otro cuerpo (se dice que hay una interacción).

Ejemplos:

  —  un objeto empuja a otro: un hombre levanta pesas sobre su cabeza

  —  un objeto atrae a otro: el Sol atrae a la Tierra

  —  un objeto repele a otro: un imán repele a otro imán

  —  un objeto impulsa a otro: un jugador de fútbol impulsa la pelota con un cabezazo

  —  un objeto frena a otro: un ancla impide que un barco se aleje.

FUERZA = A INTERACCIÓN ENTRE OBJETOS.

Como ya lo mencionamos, aplicar una fuerza implica que se establezca una interacción entre dos cuerpos, esto significa que:

 • Debe haber  dos cuerpos uno  que atrae y otro que es atraído, uno que impulsa y otro que es impulsado, uno que empuja y otro que es empujado, etc.

 • Un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre sí mismo. Si se necesita que actúe una fuerza sobre mi persona, tendré que buscar algún otro cuerpo que ejerza una fuerza, porque no existe ninguna forma de que un objeto ejerza fuerza sobre sí mismo (yo no puedo empujarme, una pelota no puede "patearse" a sí misma).

 • La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección: puede ser hacia arriba o hacia abajo, hacia adelante, hacia la izquierda, formando un ángulo dado con la horizontal, etc.

CLASIFICACIÓN DE LAS FUERZAS

Las fuerzas se pueden clasificar de acuerdo a algunos criterios: según su punto de aplicación y según el tiempo que dure dicha aplicación.

Según su punto de aplicación: 

a) Fuerzas de contacto: son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza está en contacto directo con el cuerpo que la recibe.

Un golpe de cabeza a la pelota, sujetar algo, tirar algo, etc.

b) Fuerzas a distancia: el cuerpo que ejerce la fuerza y quien la recibe no entran en contacto físicamente.

El ejemplo más familiar de una fuerza de este tipo es la atracción gravitatoria terrestre, responsable de que todos los cuerpos caigan hacia el suelo. Otro ejemplo es la fuerza que un imán ejerce sobre otro imán o sobre un clavo.

Según el tiempo que dura la aplicación de la fuerza: 

a a)   Fuerzas impulsivas: son, generalmente, de muy corta duración, por ejemplo: un golpe de raqueta.

b) Fuerzas de larga duración: son las que actúan durante un tiempo comparable o mayor

que los tiempos característicos del problema de que se trate.

Por ejemplo, el peso de una persona es una fuerza que la Tierra ejerce siempre sobre la persona. La fuerza que ejerce un cable que sostiene una lámpara, durará todo el tiempo que la lámpara esté colgando de ese cable. La fuerza que ejerce el cable sobre un teleférico durará mientras ahí esté. 

UNIDADES DE FUERZA

El primer paso para poder cuantificar una magnitud física es establecer una unidad para medirla.

En el Sistema Internacional  (SI) de unidades la fuerza se mide en newtons (símbolo: N), en el CGS en dinas (símbolo, dyn) y en el sistema técnico en kilopondio (símbolo: kp), siendo un kilopondio lo que comúnmente se llama un kilogramo, un kilogramo fuerza o simplemente un kilo.

Un newton es la fuerza que, al ser aplicada a un cuerpo de masa 1 Kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo al cuadrado.

  

¿CÓMO REPRESENTAR UNA FUERZA?

Una fuerza es una cantidad vectorial, y por ello para representarla se emplean vectores pero, ¿Qué significa esto?

Un vector tiene tres componentes:

   — un valor, que viene dado por un número y una unidad de medida (25 Newton, por ejemplo).

   — una dirección, que vendría a ser la línea de acción de la fuerza (dirección vertical, por ejemplo).

   — un sentido, que vendría a ser la orientación, el hacia dónde se dirige la fuerza (hacia arriba, por ejemplo)

Gráficamente un vector es una flecha en la dirección correspondiente.

 Cuando graficamos una fuerza que actúa sobre un cuerpo, se dibuja con una flecha partiendo desde el centro del cuerpo que la recibe.

 SISTEMAS DE FUERZAS.

Con frecuencia varias fuerzas actúan al mismo tiempo sobre un mismo cuerpo.

Cuando existe más de una fuerza tenemos lo que se denomina un Sistema de Fuerzas.

Cada una de las fuerzas actuantes recibe el nombre de componente del sistema.

Cuando varias fuerzas actúan sobre un mismo cuerpo, siempre es posible sustituirlas por una única fuerza capaz de producir el mismo efecto.

Esa única fuerza que reemplaza a todas se denomina fuerza Resultante o simplemente Resultante.

Se llama fuerza equilibrante la fuerza igual y contraria a la resultante.

La resultante de un sistema de fuerzas se puede  representar en forma gráfica, pero también es posible calcular analíticamente (en forma matemática) su valor o módulo.

Representación gráfica de una fuerza Resultante 

 Para mostrar gráficamente la resultante de un sistema de fuerzas se procede de la siguiente manera: 

1) A partir del extremo de la primera fuerza, se representa (se copia o se dibuja) la segunda fuerza con su intensidad, dirección y sentido.

2) El vector que une el origen de la primera fuerza con el final de la segunda fuerza representa, en intensidad, dirección y sentido, la resultante del sistema.

 Diferentes sistemas de fuerzas

Básicamente existen 3 sistemas:

a)   Sistemas de Fuerzas Colineales 

Las fuerzas están sobre la misma dirección. En este caso, tenemos dos situaciones:

Sistema de fuerzas que actúan en el mismo sentido.

Sistema de fuerzas que actúan en sentido contrario.

b)  Sistemas de Fuerzas Paralelas 

Como su nombre lo indica,  son paralelas y existen métodos para calcular su Resultante.

Pero si van al mismo sentido la Resultante sera la suma de ambas. Si van en sentido contrario será la resta entre ellas. Sin embargo lo que lleva más trabajo es encontrar el punto de aplicación.

Entonces, dependiendo del sentido, tenemos:

Sistema de fuerzas paralelas y en el mismo sentido.

Sistema de fuerzas paralelas de sentido contrario.

c)   Sistema de Fuerzas Concurrentes angulares

Son aquellos sistemas en los cuales hay fuerzas con direcciones distintas pero que se

cruzan en un punto determinado, ya sean sus vectores o sus prolongaciones.

Para hallar analíticamente (en forma matemática)  la resultante  hay que trabajar con las fórmulas de seno, coseno, tangente y el Teorema de Pitágoras.

SUMA DE FUERZAS

Las fuerzas se pueden sumar y restar. No tiene sentido físico el multiplicarlas o dividirlas.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección y en el mismo sentido, entonces la suma es la suma aritmética de ellas. Si sus valores son 40 Newton y 30 Newton, el resultado sería 70 Newton en la dirección y sentido común que tienen.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos distintos (una a la derecha y la otra a la izquierda, por ejemplo) entonces la suma es la diferencia entre ellas (resta), con la misma dirección pero el sentido de la fuerza mayor. Si sus valores son 40 Newton a la derecha y 30 Newton a la izquierda, entonces la suma sería 10 Newton a la derecha.

Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos opuestos y resulta que las dos fuerzas tienen el mismo valor numérico, entonces la suma de ellas dará como resultado el valor 0. En este caso se puede decir que las fuerzas se anulan.

Pero ojo: las dos fuerzas deben estar actuando sobre el mismo cuerpo, de lo contrario no se pueden anular, incluso no podrían sumarse.

Si las fuerzas que se van a sumar no tienen la misma dirección tenemos dos opciones:

 Suma gráfica

A través del método del triángulo, polígono o paralelogramo.

 Cálculo matemático 

En el caso de que el ángulo formado por las dos fuerzas (F1 y F2 en la figura a la izquierda) sea un ángulo rectángulo, la intensidad de la resultante coincide con la hipotenusa del triángulo rectángulo, en el que las fuerzas son los catetos.

En este caso   se puede calcular la intensidad (el valor o módulo) aplicando el teorema de Pitágoras, siendo R (resultante) igual a h (hipotenusa):

                                        R = h = Raíz cuadrada de F1 + F2 

F1= fuerza 1

F2= fuerza 2

RELACIÓN ENTRE LA FUERZA Y LAS LEYES DE NEWTON

Las leyes que rigen el comportamiento de las fuerzas las enunció Newton y hoy se conocen como Las tres leyes de Newton y conforman los Principios de la Dinámica.