pregunta de fuerza

[lumaya]

Qué es el peso?

La Normal qué es?

Gracias, tengo una duda por ello espero su respuesta para salir de la duda, gracias

[Cziffra]

Re: pregunta de fuerza

Qué es el peso?

La Normal qué es?

Gracias, tengo una duda por ello espero su respuesta para salir de la duda, gracias

Peso

Normal

... Y recuerda: Google es tu amigo.

[eor]

Hola:

El peso es la fuerza con la que un objeto es atraído por la tierra (por la luna o por cualquier objeto que ejerza fuerza gravitatoria).

Como toda fuerza, la forma de calcularla es mediante la segunda ley de Newton:

[texf44]F = m\cdot a[/texf44] que se suele reescribir como [texf44]P=m\cdot g[/texf44]

En el caso del peso sobre la superficie terrestre, como sabemos que la aceleración de la gravedad es [texf44]g = -9,81 m/s^2[/texf44] (en realidad este valor dependen del lugar exacto de la tierra donde estés. Para Madrid este es el valor, pero en otros lugares puede variar un poco) sustituyendo el valor de la masa en “m” obtienes el peso.

Sin embargo, aquí hay que añadir un comentario: Existe una pequeña confusión entre el tema del peso y la masa debido a su forma de medirlo: cuando utilizamos un báscula para calcular el peso de un objeto, el resultado numérico que aparece en la báscula es el peso dividido entre 9,81, por tanto este valor coincide con la masa. Para colmo, el sistema de unidades que utilizamos, para decir este resultado numérico, es un sistema de unidades de masa (kilogramos, libras, etc). En consecuencia, aunque la báscula lo que mide es el peso, el resultado que nos da es la masa…

Claro que esto es así en la tierra, en la luna la misma báscula te daría una “masa” seis veces menor, pero esto no es debido a que nuestra masa varíe, sino a que lo que ha variado es el peso. Es decir, la fuerza con la que la Luna nos atrae es seis veces menos que la fuerza con la que nos atrae la Tierra. Para poder pesarnos en la luna y que el resultado numérico de la medida coincidiera con la masa necesitaríamos que la bascula dividiera entre [texf44] 1,62[/texf44].

………

Se llama “normal” a la componente de un vector que es perpendicular al movimiento. Por ejemplo, en un plano inclinado la gravedad sobre un objeto no es perpendicular al movimiento porque este movimiento es oblicuo. Por este motivo, en los cálculos se descompone la fuerza en una componente paralela al movimiento y otra normal o perpendicular al movimiento.

La forma de calcular esta descomposición es mediante trigonometría: Si [texf44] \alpha\ [/texf44] es el ángulo del plano inclinado, la descomposición es:

[texf44]F_p = mg\cdot sen\alpha\ [/texf44]
[texf44]F_n = -mg\cdot cos\alpha\ [/texf44]

La componente normal se suele utilizar para el calculo de la fuerza de rozamiento. Si el coeficiente de rozamiento es [texf44]\mu\[/texf44] la fuerza de rozamiento es [texf44]F_r = \mu\ \cdot F_n[/texf44]. En el plano inclinado: [texf44]F_r = -\mu\ \cdot mg\cdot cos\alpha\ [/texf44]

Espero haberte ayudado.

Un saludo.

[pod]

Bien explicado, eor. Sólo un par de puntualizaciones puntuales, valga la redundancia.

En el caso del peso sobre la superficie terrestre, como sabemos que la aceleración de la gravedad es [texf988b]g = -9,81 m/s^2[/texf988b]

Por convenio internacional, se definen todas las constantes positivas, por lo que en todo caso [texf988b] g = 9,81 \mathrm{m/s^2}[/texf988b]. Luego, uno debe expresar el peso como [texf988b]P = - m g[/texf988b] si ha elegido el criterio de signos donde el sentido ascendente es positivo.

Se llama “normal” a la componente de un vector que es perpendicular al movimiento.

"Normal" debe entenderse en este caso como sinónimo de "perpendicular". Normalmente se emplea el nombre "la normal" para referirse a la fuerza de reacción al peso aparente. Es decir, la fuerza que una superfície debe hacer sobre un objeto situado sobre ella para que éste no la atraviese. Recuerda que, en un universo de 3 dimensiones, existen dos componentes perpendiculares al movimiento, mientras que sólo existe una perpendicular a una superfície.

[eor]

Gracias por las puntualizaciones y a pesar de lo que voy a decir a continuación las acepto de buen grado. Pero…

En el tema del peso comprendo la idea y que es un tema de convenio. Sin embargo, no me parece lógico. La cuestión es que el peso (como la fuerza) a nivel de ecuación no tiene dirección y sentido hasta que se introduce la aceleración de la gravedad. Puesto que la aceleración de la gravedad puede tener el signo que queramos según como consideremos el eje de coordenadas y la dirección positiva del eje “y” resulta más coherente expresar el peso como $P=m\cdot g$ y luego introducir el valor de la aceleración como vector de forma que ya incluirá el signo.

De todos modos, lo que digo es una idea que me parece más lógica que el convenio, aunque acepto la corrección y el convenio.

Claro, yo al poner $g = -9'81 m/s^2$ tampoco estoy poniendo exactamente un vector, solo lo señalo (nunca mejor dicho) y por tanto, pierde fuerza mi argumentación. Con más exactitud sería:

$\vec P = m \cdot \vec g$ siendo $\vec g = (0,\ -9'81,\ 0) m/s^2$

o, siguiendo el convenio de mantener la aceleración de la gravedad con valor positivo:

$\vec P = - m \cdot \vec g$ siendo $\vec g = (0,\ 9'81,\ 0) m/s^2$

que numéricamente no varía.

Respecto de la palabra “normal” yo nunca he pensado en normal como algo específico de la fuerza. Cualquier vector sobre una trayectoria lo podemos descomponer en componente normal y componente tangencial respecto de la trayectoria.

Claro, es evidente que la pregunta de lumaya iba por los derroteros de las fuerzas, porque su otra pregunta era sobre el peso, en este sentido resulta totalmente evidente tu puntualización. Pero para introducir el concepto me pareció pertinente empezar desde un punto de vista más global.

Por último, respecto de la fuerza de reacción del suelo tienes toda la razón. Aunque yo nunca lo he llamado “la normal”, si es cierto que se aplica en este sentido. Es igual que lo que yo he llamado $F_n$ pero de sentido contrario. La razón de escribirlo en la forma que lo hice fue con el objetivo de trabajar con la componente normal del peso de cara a explicar después su mayor aplicación en física básica: el cálculo de la fuerza de rozamiento.

En cualquier caso, reconozco que tus puntualizaciones intentan mejorar la precisión del post y lo agradezco. Como dijo una vez alguien en un post “debemos agradecer todas aquellas puntualizaciones encaminadas a mejorar la exactitud y precisión de nuestras contribuciones” (o algo así).

En fin, ¡vaya rollo que he soltado estando de acuerdo con las puntualizaciones!

Un saludo.

[pod]

Sobre el signo de g:

Podrías argumentar lo mismo en la ley de la gravitación universal, definir la constante de Cavendish, G, como negativa y escribir

[texf8e8a6e4d]\vec F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \cdot \frac{\vec r}{\hat r} \ ,[/texf8e8a6e4d]

Sin embargo, se prefiere conservar el signo explicito, por que de esa forma es evidente a simple vista que la fuerza es negativa, sin tener que recordar que G era negativa. Por ese motivo, es recomendable y más claro mantener el signo físico explicito, y escribir cosas del tipo [texf8e8a6e4d]\vec{a} = (0, -g, 0)[/texf8e8a6e4d]. Cualquiera es libre de no seguir los convenios, y de ahorrar "tinta" absorviendo signos en constantes, eso es elección personal.


Sobre el concepto de normal:

Como dije anteriormente, en general, debe entenderse la palabra "normal" como sinónimo de "perpendicular". Este es el caso general. Ahora bien, el caso más frecuente (evidentemente no el único) es utilizar la expressión "la normal" al referirse a un vector perpendicular a una superfície, en nuestro caso la fuerza.