25. UNIDADES DE FUERZA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 25: Unidades de Fuerza.
Tema: Las Fuerzas provocan Movimientos.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).
Sitio Oficial de Julioprofe: http://www.julioprofe.net
 Bien, vamos a ver en qué unidades se expresan las fuerzas. Dependiendo del sistema en el que nos encontremos, la masa, la aceleración y la fuerza tendrán sus unidades propias. El sistema MKS, conocido también como sistema internacional, dice que la masa se expresa en kilogramos. Es la razón de esta letra K. Eso significa metro, kilogramos, segundo. Las unidades de las magnitudes fundamentales de la física, longitud, masa y tiempo. Entonces longitud en metros, masa en kilogramos, tiempo en segundos. Entonces la masa irá en kilogramos, la aceleración va en metros sobre segundo cuadrado y en ese caso la fuerza se expresa en newtons. La unidad de fuerza en el sistema MKS o sistema internacional es el newton. Entonces, ¿cómo definimos un newton? Se define como la fuerza necesaria para tomar una masa de un kilogramos y producirle una aceleración de un metro sobre segundo cuadrado. Uno por uno nos da uno y nos queda kilogramos por metro sobre segundo cuadrado. Esto corresponde a newtons. Vamos con el sistema CGS. Quiere decir centímetro, gramo, segundo. Nuevamente haciendo referencia a las magnitudes fundamentales de la física que son longitud, masa y tiempo. Entonces, la unidad de masa será el gramo, tal como lo dice esta letra G. La unidad de aceleración será centímetros sobre segundo cuadrado y la unidad de fuerza se llama dina. Entonces, la unidad de fuerza en el sistema CGS se conoce como dina y vamos a ver entonces a qué corresponde una dina. Una dina sería entonces la fuerza necesaria para tomar una masa de un gramo y producirle una aceleración de un centímetro sobre segundo cuadrado. Nuevamente, uno por uno es uno y queda gramo por centímetro sobre segundo cuadrado. Entonces, esta combinación de unidades es lo que nos da dinas. Bien, ahora vamos a ver el sistema inglés. En el sistema inglés, la unidad de masa se llama slug. Ahora vamos a ver la equivalencia de slug, por ejemplo en kilogramos. La unidad de aceleración será pie sobre segundo cuadrado, ft. La abreviatura de pie en inglés, foot o feet, si son pies, en todo caso ft. Y para este caso, la unidad de fuerza será entonces la libra. Aquí cabe notar que es mejor añadirle la letra T aclarando que se trata de libra fuerza y de pronto no confundirla con libra masa. De todos modos, una fuerza de una libra en el sistema inglés o libra fuerza corresponde a la fuerza necesaria para tomar una masa de un slug y producirle una aceleración de un pie sobre segundo cuadrado. Es decir, uno por uno es uno y queda slug por pie sobre segundo cuadrado. Esta combinación de unidades es lo que nos produce libra fuerza. Bien, vamos a ver entonces las diferentes equivalencias entre las tres unidades de fuerza que acabamos de ver, entre lo que son newtons, dinas y libras fuerza. Veamos, dijimos que un newton es la fuerza necesaria para tomar una masa de un kilogramos y producirle una aceleración de un metro sobre segundo cuadrado. Vamos a hacer entonces la conversión hasta llegar a las unidades que nos producen dinas. Entonces vamos a multiplicar por el factor de conversión para pasar de kilogramos a gramos. Recordemos que un kilogramos son mil gramos. Vamos a trabajar con notación científica, mil sería diez a la tres. De esta manera logramos cancelar kilogramos entre sí. Y vamos a multiplicar por el factor de conversión para convertir metros en centímetros. Entonces un metro son cien centímetros. En notación científica sería diez a la dos centímetros. De esta manera logramos eliminar metros con metros y nos queda que un newton va a ser igual a... En la parte de arriba tenemos diez a la tres por diez a la dos. Ahí aplicamos las propiedades de la potenciación. Así como estamos multiplicando sumamos los exponentes tres más dos es cinco. En la parte de abajo nos queda denominador uno, o sea que lo podemos obviar. Y nos quedan las siguientes unidades, gramo por centímetro sobre segundo cuadrado, que corresponde a las dinas. Entonces un newton corresponde a diez a las cinco dinas, es decir cien mil dinas. Esa sería entonces una primera equivalencia para tener en cuenta en el caso de que necesitemos convertir newtons en dinas. Ahora vamos a ver qué equivalencia hay entre newtons y la unidad conocida como libre a fuerza, la del sistema de ingeniería inglés o sistema británico. Entonces dijimos que un newton es un kilogramo por metro sobre segundo cuadrado. Y aquí vamos a utilizar el factor de conversión para pasar de kilogramos a la unidad de masa del sistema inglés que es el slough. Un slough corresponde a catorce punto cincuenta y nueve kilogramos. Entonces aquí colocamos uno y acá en los kilogramos el catorce punto cincuenta y nueve. De esta manera logramos eliminar lo que son kilogramos. Nos queda para convertir metros en pies. Veamos, vamos a colocar metros abajo y pies arriba. 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