¿Qué es la Fuerza?

De
acuerdo a Einstein, los objetos masivos curvan el espacio-tiempo.

Existen varios tipos de
fuerza, según su naturaleza y enfoque:

Según la mecánica
newtoniana:

Fuerza
de fricción. Es la fuerza que se opone al cambio de movimiento de los cuerpos,
ejerciendo una resistencia a abandonar el estado de reposo, o de movimiento,
como podemos percibirlo a la hora de echar a andar un objeto pesado al
empujarlo.

Fuerza
gravitatoria. Es la fuerza que ejerce la masa de los cuerpos sobre los objetos
cercanos, atrayéndolos hacia sí. Esta fuerza se hace notable cuando todos o
alguno de los objetos que interactúan son muy masivos. El ejemplo por
excelencia es el planeta Tierra y los objetos y seres que vivimos sobre su
superficie; existe una fuerza de atracción gravitatoria entre ellos.

Fuerza
electromagnética. Es la fuerza tanto atractiva como repulsiva que se genera por
la interacción de los campos electromagnéticos.

También
puede hablarse de:

Fuerza
de contacto. Es la fuerza que se ejerce a partir del contacto físico directo
entre un cuerpo y otro.

Fuerza
a distancia. Es la fuerza que puede ejercerse sin contacto físico alguno entre
los cuerpos.

Según la mecánica
relativista o einsteiniana:

Fuerza
gravitatoria. Es la fuerza que parece existir cuando los objetos masivos curvan
el espacio–tiempo a su alrededor, obligando a los objetos más pequeños a
desviar sus trayectorias y aproximarse hacia ellos.

Fuerza
electromagnética. Es la fuerza que ejercen los campos electromagnéticos sobre
las partículas cargadas de la materia, siguiendo la expresión de la fuerza de
Lorenz.

Según la mecánica cuántica:

Fuerza
gravitacional. Es la fuerza que ejerce unas masas sobre la otra, siendo una
fuerza débil, en un solo sentido (atractiva), pero eficaz a lo largo de grandes
distancias.

Fuerza
electromagnética. Es la fuerza que afecta a las partículas eléctricamente
cargadas y a los campos electromagnéticos que generan, siendo la fuerza que
permite la unión molecular. Es más fuerte que la gravitatoria y posee dos
sentidos (atracción-repulsión).

Fuerza
nuclear fuerte. Es la fuerza que mantiene los núcleos de los átomos estables,
conservando juntos a neutrones y protones. Es más intensa que la
electromagnética, pero tiene mucho menor rango.

Fuerza
nuclear débil. Es la fuerza responsable de la desintegración radiactiva, capaz
de ejecutar cambios en la materia subatómica, con un alcance menor todavía que
las fuerzas nucleares fuertes.

Unidades de fuerza

De
acuerdo al Sistema Internacional, la fuerza se mide en unidades llamadas
Newtons (N), en honor al gran físico británico. Dichas unidades corresponden a
100.000 dinas y se entienden como la cantidad de fuerza aplicada durante un
segundo a una masa de un kilogramo, para que adquiera la velocidad de un metro
por segundo. O sea, que:

1
N = (1kg x 1m) / 1 s2

Existen
otras unidades para otros sistemas métricos, que equivalen, en Newtons, a:

1
kilogramo-fuerza o kilopondio es igual a 9.81 N

1
libra-fuerza es igual a 4,448222 N

Dinámetro,
instrumento para medir Fuerza

El
dinamómetro es el aparato idóneo para la medición de la fuerza. Sirve también
para calcular el peso de los objetos. Fue inventado por el propio Isaac Newton,
valiéndose del estiramiento de un resorte y la Ley de la elasticidad de Hooke,
de un modo semejante a una balanza de resorte.

Las
versiones modernas del dinamómetro siguen el mismo principio y poseen ganchos o
anillas en los extremos de su cuerpo cilíndrico, dentro del cual hay un muelle
o espiral que hace las veces de resorte. En alguno de sus extremos estará marcada
la medición de fuerza (en algunos casos incluso puede aparecer en una pantalla
digital).

Ejemplos de fuerza

Constantemente
hay ejemplos de fuerza a nuestro alrededor. Al ejercer nuestra fuerza muscular
sobre un objeto para levantarlo estamos venciendo la fuerza de gravedad. Si
empujamos un cuerpo masivo con el hombro, como un refrigerador, no solo
deberemos vencer la gravedad, sino también la fuerza de roce que se opone al
movimiento.

Lo
mismo ocurre cuando pegamos un imán del refrigerador, ya que la fuerza
magnética lo sujeta en su sitio, pero si lo aproximamos a otro imán por el
mismo polo, en cambio, notaremos una tenue fuerza repulsiva, que es otro
carácter de la misma fuerza magnética.

Fuerza y movimiento

La
fuerza y el movimiento se encuentran fuertemente involucradas la una con el
otro. En primer lugar, porque la fuerza es aquello capaz de iniciar, detener o
modificar un movimiento.

Por
ejemplo, cuando una pelota de béisbol se estrella contra el bate, la fuerza del
bateador se imprime sobre la segunda para desviar su trayectoria (la misma que
inicialmente le imprimiera la fuerza del lanzador, ya que la bola normalmente
se encuentra en reposo) y arrojarla lejos en el campo.

Siempre
que exista una fuerza sobre un cuerpo en la misma dirección al desplazamiento,
existirá un trabajo realizado por esa fuerza. El trabajo necesario para que ese
movimiento ocurra es igual a la energía necesaria para desplazar al cuerpo.
Dependiendo del tipo de fuerza y del tipo de movimiento, diversas fórmulas
matemáticas estarán disponibles para calcularlos.

Fuerza de gravedad

La
fuerza de gravedad es aquella fuerza atractiva que las masas ejercen sobre la
materia a su alrededor, con una intensidad proporcional a su masa e
inversamente proporcional a la distancia que las separa.

De
hecho, el Sol atrae a nuestro planeta a la distancia, con el mismo tipo de
fuerza con que éste nos atrae a nosotros, que vivimos sobre su superficie. La
gravedad puede vencerse momentáneamente, como lo hacemos al dar un salto, pero
eventualmente sucumbiremos a ella. Todo lo que sube libremente, tiene que
bajar.

Fuerzas intermoleculares

Son
aquellas que mantienen a las moléculas juntas, formando estructuras más
complejas y de mayor masa, dependiendo directamente de la naturaleza de los
átomos involucrados. Por eso también se las conoce como uniones
intermoleculares o uniones atómicas. Dichas fuerzas pueden ser de dos tipos:
las Fuerzas de Van der Waals o bien los Puentes de Hidrógeno.