Cualidades físicas básicas

Fuerza centrípeta y gravitatoria

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INTRODUCCIÓN.

Hoy en día, y toda la vida, el hombre para poder sobrevivir necesita de la fuerza, cualquiera esta sea; hay veces en que necesitamos la fuerza para construir cosas que son necesarias en nuestra vida diaria, un ejemplo sería poder construir una casa, tal vez en estos tiempos sería muy fácil, ya q existen muchas maquinarias y elementos que facilitan mucho más este tipo de trabajos, pero hay que pensar que hace años atrás el hombre no podía contar con esto. También tenemos la fuerza gravitacional que es la que hace que podamos mantenernos de pie, etc.

Con este trabajo, la idea es descubrir todos los tipos de fuerza que hay y para que nos sirven, como se utilizan, como el hombre se dio cuenta de estas fuerzas, etc.

FUERZA.

La fuerza es una capacidad de acción física, es una eficacia que tiene algo para producir un efecto, resistencia, capacidad de soportar un peso o de oponerse a un impulso: la fuerza de un dique. Esfuerzo, aplicación de la capacidad física o moral: cógelo con fuerza, no se te escape.

En física es: Causa capaz de formar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o movimiento.

Es cualquier acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto. La fuerza es un vector, lo que significa que tiene módulo, dirección y sentido. Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza total o resultante. Esta fuerza total que actúa sobre un objeto, la masa del objeto y su aceleración están relacionadas entre sí a través de la segunda ley de Newton, llamada así en honor al físico y matemático del siglo XVII Isaac Newton. Esta ley afirma que la aceleración que experimenta un objeto multiplicada por su masa es igual a la fuerza total que actúa sobre el objeto. Por tanto, si una fuerza igual actúa sobre dos objetos de diferente masa, el objeto con mayor masa resultará menos acelerado.

Un objeto experimenta una fuerza cuando otro objeto lo empuja o tira de él. Por ejemplo, al empujar un triciclo parado se aplica una fuerza que hace que éste se acelere. Un objeto también puede experimentar una fuerza debido a la influencia de un campo de fuerzas. Por ejemplo, si se deja caer una pelota, ésta adquiere una aceleración hacia abajo debido a la existencia del campo gravitatorio terrestre; las cargas eléctricas se atraen o se repelen debido a la presencia de un campo eléctrico.

Generalmente, sobre un objeto actúan varias fuerzas a la vez. Si la suma de las mismas da lugar a una fuerza total nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante. Por ejemplo, si una persona lo empuja con una fuerza de magnitud igual a la fuerza de rozamiento que se opone al movimiento del triciclo, las fuerzas se compensarán, produciendo una fuerza total nula. Eso hace que se mueva con velocidad constante. Si la persona deja de empujar, la única fuerza que actúa sobre el triciclo es la fuerza de rozamiento. Como la fuerza total ya no es nula, el triciclo experimenta una aceleración, y su velocidad disminuye hasta hacerse cero. (Una aceleración negativa como ésta, en la que se reduce la velocidad, se conoce como deceleración).

En el Sistema Internacional de unidades, la fuerza se mide en newtons: 1 newton (N) es la fuerza que proporciona a un objeto de 1 kg de masa una aceleración de 1 m/s2.

Las fuerzas que actúan entre las moléculas y los átomos también se conocen como interacciones.

Fuerza centrípeta: fuerza dirigida hacia un centro, que hace que un objeto se desplace en una trayectoria circular. Por ejemplo, supongamos que atamos una pelota a una cuerda y la hacemos girar en círculo a velocidad constante. La pelota se mueve en una trayectoria circular porque la cuerda ejerce sobre ella una fuerza centrípeta. Según la primera ley del movimiento de Newton, un objeto en movimiento se desplazará en línea recta si no está sometido a una fuerza. Si se cortara la cuerda de repente, la pelota dejaría de estar sometida a la fuerza centrípeta y seguiría avanzando en línea recta en dirección tangente a la trayectoria circular (si no tenemos en cuenta la fuerza de la gravedad). En otro ejemplo, consideremos una persona montada en un carrusel. Cuando gira, hay que agarrarse para no caerse. En el punto en que la persona está en contacto con el carrusel, se aplica una fuerza centrípeta que hace que la persona se desplace en una trayectoria circular. Si la persona se soltara, saldría despedida siguiendo una línea recta (tampoco aquí consideramos la fuerza de la gravedad). En general, la fuerza centrípeta que debe aplicarse a un objeto de masa m para que se mueva en una trayectoria circular de radio r con una velocidad constante v es

Cualidades físicas básicas

Cuando se aplica una fuerza centrípeta, la tercera ley de Newton implica que en algún lugar debe actuar una fuerza de reacción de igual magnitud y sentido opuesto. En el caso de la pelota que gira con una cuerda, la reacción es una fuerza dirigida hacia el exterior, o centrífuga, experimentada por la mano que sujeta la cuerda. En el caso del carrusel, el cuerpo de la persona presiona hacia fuera contra el asiento como reacción a la fuerza centrípeta ejercida por el asiento.

La idea de fuerza centrífuga puede generar confusión. Frecuentemente se piensa que sobre un objeto que se mueve en una trayectoria curva actúa una fuerza que tiende a desplazarlo hacia fuera, alejándolo del centro, y que esta fuerza equilibra la fuerza centrípeta que tira de él hacia dentro. Pero, en realidad, no hay ninguna fuerza centrífuga que actúe sobre el objeto, con lo que la fuerza centrípeta no está equilibrada y el objeto no tiende a moverse hacia fuera. Si se suprimiera de pronto la fuerza centrípeta (una vez más, prescindiendo de la gravedad), el objeto no se aceleraría, sino que seguiría moviéndose en una línea recta tangente, lo que demuestra que sobre el objeto no actúa ninguna otra fuerza.

Sin embargo, desde el punto de vista del objeto en movimiento, puede parecer que existe dicha fuerza centrífuga. Las personas que giran en un carrusel sienten una fuerza que tiende a alejarlas del centro. Al contrario que una fuerza real, que se debe a la influencia de un objeto o un campo, esta fuerza centrífuga es una fuerza ficticia. Las fuerzas ficticias sólo aparecen cuando se examina un sistema desde un marco de referencia acelerado. Si se examina el mismo sistema desde un marco de referencia no acelerado, todas las fuerzas ficticias desaparecen. Las personas de un carrusel que gira sienten una fuerza centrífuga solamente porque el carrusel es un marco de referencia acelerado. Si el mismo sistema se analiza desde el suelo, que es un marco de referencia no acelerado, no existe fuerza centrífuga alguna. El individuo estacionario sólo observaría la fuerza centrípeta que hace que las personas que giran en el carrusel sigan moviéndose en una trayectoria circular. En general, las fuerzas reales aparecen independientemente de que el marco de referencia empleado sea acelerado o no; las fuerzas ficticias sólo aparecen en un marco de referencia acelerado.

Cualidades físicas básicas

Cuando se hace girar en círculo una pelota, ésta es acelerada `hacia dentro'. La aceleración se debe a una fuerza centrípeta (que tiende hacia el centro): la tensión de la cuerda. La fuerza necesaria es igual a mv2/r, donde m es la masa de la pelota, v su velocidad y r el radio de la circunferencia descrita. La mano que tira de la cuerda experimenta una fuerza de reacción centrífuga (dirigida hacia fuera).

Cualidades físicas básicas

Fuerzas gravitatorias.

Como la Luna tiene bastante menos masa que la Tierra, el peso de un cuerpo en su superficie es seis veces menor que el peso en la superficie terrestre. Esta gráfica muestra la variación del peso de un cuerpo (de peso W en la superficie de la Tierra) según su posición entre la Tierra y la Luna. Como los dos astros lo atraen en sentidos opuestos, hay un punto, situado a 346.000 kilómetros del centro de la Tierra, en el que las fuerzas se compensan y el peso es nulo.

CONCEPTO DE FUERZA.

La fuerza puede definirse como la capacidad de ejercer tensión contra una resistencia, o como la cualidad que nos permite desplazar u oponernos a una masa determinada.

Desde el punto de vista físico, la fuerza es el producto de la masa por la aceleración. En consecuencia, el aumento de la fuerza puede llevarse a cabo por dos procedimientos fundamentales: el primero, aumentando la masa o resistencia a vencer, el segundo, aumentando la ejecución del movimiento y por tanto la aceleración dada a la masa. De este modo, cuando la masa o resistencia a vencer es máxima, la velocidad de ejecución debe ser mínima, desarrollando así la llamada fuerza lenta o máxima. Por el contrario, cuando la velocidad de ejecución es alta, la carga o peso no puede ser demasiado grande; ésta es la fuerza explosiva. Hay otro tipo de fuerza, la fuerza-resistencia, que es la que se da cuando se mantiene una carga durante un largo período de tiempo.

Consideraciones teóricas.- Para una mejor comprensión de esta cualidad, conviene conocer la estructura y funcionamiento de los músculos estriados o voluntarios:

Todo el músculo está rodeado por un tejido conectivo llamado epimisio. Cada uno de los haces que forman el músculo está a su vez rodeado por otro tejido conectivo, llamado perimisio. En el interior de cada uno de los haces puede haber desde una sola fibra muscular hasta centenares de ellas. Cada una de estas fibras o células musculares individuales está también rodeada por otro tejido conectivo, el llamado endomisio.

Las células musculares tienen su membrana, protoplasma (llamado en este caso sarcoplasma), núcleo, mitocondrias, etc. Pero el componente de la célula muscular que la diferencia de las otras células del cuerpo es la miofibrilla. Una miofibrilla contiene dos filamentos básicos, formados por proteinas. Uno de ellos, más espeso, denominado miosina, y el otro, más delgado, llamado actina, están alineados geométricamente por todo el músculo, dándole su apariencia estriada. El sarcómero es la menor unidad funcional de la miofibrilla. Estos sarcómeros tienen una banda compuesta sólo de filamentos de miosina, que se extienden hasta el centro del sarcómero. Otra banda está compuesta por filamentos de actina y miosina. Hay unas minúsculas prolongaciones que se extienden desde los filamentos de miosina hacia los de actina, llamados puentes de miosina. Estos puentes hacen posible el acortamiento del músculo durante la contracción.

Desde el punto de vista funcional. El músculo puede interpretarse como un sistema formado por tres componentes:

- Un elemento pasivo, en serie, que son los tendones situados en los extremos de los músculos.

- Un elemento pasivo, en paralelo, que son el endomisio, perimisio y epimisio.

- Un elemento activo, en serie, que son los sarcómeros con sus proteinas contractiles.

Cuando el músculo se contrae, lo hace gracias al acortamiento de este elemento activo. Desde el punto de vista funcional, la elasticidad del músculo, con sus dos fases de contracción y relajación, va a permitir una máxima movilidad de los elementos articulares y que éstos sean acordes, compensados y no violentos.

FACTORES DETERMINANTES DE LA FUERZA

Entre los factores que determinan la fuerza de un músculo se encuentran:

- Sección transversal: la fuerza de un músculo es proporcional a la magnitud de su corte transversal.

- Disposición de las fibras: los músculos cuyas fibras corren paralelas a su eje mayor tienen mayor capacidad de movimiento, pero no son tan fuertes como aquellos en las que éstas están dispuestas en sentido oblicuo.

- Clases de fibras: la capacidad de contracción de las unidades de fibras blancas es mayor que la de las de fibras rojas.

- Longitud del músculo: a mayor longitud, más fuerza. Cuanto más largo es el músculo, más se puede acortar y contraer.

- Fatiga y escitabilidad: la fatiga reduce el número de fibras que reaccionan a un estímulo, así como la amplitud de un acortamiento.

- Otros factores como temperatura, intensidad del estímulo y frecuencia de descargo.

Evolución de la fuerza.-

En el desarrollo natural de la fuerza se puede decir que entre los 8 y los 12 años, no hay un aumento sustancial, y esto es debido a que el desarrollo es general.

De los 14 a los 16 años, la fuerza aumenta hasta alcanzar un 85% del total.

De los 17 a los 19 años se completa el crecimiento muscular, alcanzando el total de fuerza disponible. Este nivel se mantiene desde los 20 a los 25 años. Hasta llegar a los 35 años, la fuerza desciende entre un 10 y un 15 %, y a partir de aquí comienza un lento declive.

ENTRENAMIENTO DE LA FUERZA

La fuerza es una cualidad que mejora rapidamente con el entrenamiento. De los sistemas utilizados para el desarrollo de la fuerza, los más utilizados son el sistema continuo y el fraccionado.

- Sistema continuo: consiste en realizar un trabajo de fuerza muscular de forma continuada, sin pausas de recuperación. La carga utilizada debe ser ligera. Ejemplos de este sistema son practicar una hora de ejercicios gimnásticos, hacer excursionismo con una mochila pesada, etc.

- Sistema fraccionado: dentro de este, el más utilizado es el de repeticiones. Consiste en realizar un ejercicio de fuerza con repeticiones. Estas repeticiones se agrupan en series, entre las cuales hay descansos.

A continuación, veremos como deben realizarse los ejercicios para desarrollar los tres tipos de fuerza:

- Para el desarrollo de la fuerza máxima, la contracción muscular debe ser la máxima. Se realizarán ejercicios donde la carga sea la máxima o cercana a ella (90-100%). El número de repeticiones debe ser de 1 a 5, y el de series entre 2 y 4. La pausa de recuperación debe ser de unos 5 minutos.

- Para el desarrollo de la fuerza explosiva, la contracción debe ser realizada a la máxima velocidad y con poco peso. El peso o carga puede ser el del propio cuerpo, o cargas ligeras. Las repeticiones van de 6 a 10, y las series de 4 a 6. Entre cada serie debe haber una pausa de recuperación de unos tres minutos.

- Para el desarrollo de la fuerza-resistencia, el peso puede ser el del propio cuerpo, o la oposición de un compañero, o cargas entre el 20 y el 50 % del peso máximo. El número de repeticiones debe oscilar entre 15 y 40, y el de series entre 2 y 4. La recuperación debe tener un mínimo de 1 minuto.

MÉTODOS DE ENTRENAMIENTO

Los métodos más utilizados para el desarrollo de la fuerza son éstos:

- Sesión de ejercicios gimnásticos.- Son usados para el desarrollo de la fuerza-resistencia, y se emplea el peso del propio cuerpo o el de otra persona. Su duración está entre 30 minutos y 1 hora, en los que se pueden realizar más de 30 ejecuciones. Según el ejercicio, se realizarán un número determinado de repeticiones, y se prestará atención a los descansos.

- Circuito training.- Este ejercicio se usa tanto para el desarrollo de la fuerza como para el de la resistencia, tan solo hay que realizarlo con actividades dirigidas al desarrollo muscular.

- Entrenamiento con pesas y máquinas de musculación.- El entrenamiento con pesas, bien dirigido y con las precauciones necesarias, es un método muy eficaz para el desarrollo de la fuerza y la mejora de la condición física.

- La práctica de deportes tales como el judo, atletismo, natación, excursionismo, tenis... nos permite desarrollar la fuerza muscular.

CONCLUSION.

Bueno, el trabajo salió interesante y entretenido porque también me sirvió para saber cosas que ni siquiera me interesaban, es importante saber lo que es la fuerza porque la ocupamos a diario por lo que nos deberíamos preocupar un poco más de cosas que la mayoría de las veces encontramos tan obvias pero al momento de tratar de decir que es, o para que nos sirve, no tenemos idea que podríamos decir, además de ser un trabajo para el colegio es tema que deberíamos saber por lo menos como cultura general, me gustó el trabajo y me ayudó a comprender muchas cosas.

BIBLIOGRAFÍA.

- Bases para una nueva Educación Física, varios autores. Ed. CEPID.

- Educación Fisica para 1º de B.U.P., Vicente Martínez de Haro y Juan Luis Hernández. Ed. Paidotribo.

- Educación Física. Segundo Ciclo de ESO, varios autores. Ediciones del Serbal.

  • Enciclopedia encarta 2000. Microsoft Corporation.

  • Diccionario Ilustrado Pequeño Larousse 1999.