«Fuerza de tensión» es un concepto empleado en diferentes ciencias, por lo que, en función de ello, tendrá significados más específicos. Sin embargo, a modo de idea general, podemos plantear que con este concepto se alude a la fuerza que, cuando es aplicada a un cuerpo, le genera una tensión, una tirantez. Profundizaremos en ello a lo largo del artículo.
Este complejo concepto, que parte tanto de la física, como de la mecánica, como de la ingeniería, puede sernos útil para comprender diferentes fenómenos de la vida cotidiana: intentaremos describirlos de forma simple y clara. ¡Empecemos!
Fuerza y tensión.
Podemos partir, para comprender este concepto muy empleado en, por ejemplo, la física, definiendo qué significa cada una de las palabras que lo componen.
Fuerza, por una parte, puede considerarse a partir de su etimología: fortia, en latín, significa fuerte. De este modo, es todo esfuerzo, o toda acción, gracias a la cual puede provocarse una alteración o una modificación, en el estado que un cuerpo tenga. De este modo, lo que puede ocurrir sobre este cuerpo que recibe la fuerza (por parte de lo que será el ente o cuerpo que la genere) tiene que ver con tres cuestiones:
- Puede alterarse la velocidad: por ejemplo, pensemos cuando alguien empuja una bola de boliche de atrás hacia adelante para que su velocidad acelere, cuando se juega al bowling;
- Puede verse afectado el movimiento: en un partido de fútbol, que alguien patee una pelota hacia otra persona frente suyo, y que ésta la vuelva a patear en sentido opuesto;
- Finalmente, puede afectarse la forma: pensemos en un bloque de plastilina que, al ser aplastado, tendrá un cambio en ello.
La tensión, por otra parte, proviene del latín tensio, que se relaciona con que algo está estirado. Así, será el estado al que es sometido un objeto o un cuerpo cuando hay fuerzas opuestas que lo atraen, cada una, a sí mismas. El ejemplo que mejor graficará este concepto es el de una cuerda: si dos personas toman un extremo y atraen hacia sí mismas la cuerda, esta llegará a un estado de rigidez tal que, lo que originará, es que desaparezca la elasticidad y la laxitud (en un sentido metafórico, la definición es la misma: por ejemplo si pensamos en la «tensión» entre dos personas, significa que ocurre lo contrario a estar tranquilos, relajados).
Ahora bien: con estos dos conceptos en mente, procedamos al que aquí nos compete.
¿Cómo definir la fuerza de tensión?.
Hay que destacar, en primer lugar, que este concepto se emplea en diferentes disciplinas como bien mencionamos al principio: la ingeniería, la física, o la mecánica, entre otras.
La tensión que una cuerda (atraída por dos fuerzas opuestas) ejerce sobre un cuerpo al ser estirada, es la que permitirá que se pase fuerza de un cuerpo a otro. Gracias a esta fuerza de tensión, la cuerda no podrá romperse. Es importante considerar, además, que no solo se aplica a objetos elásticos (es decir, aquellos que por sus propiedades pueden perder su forma al ser sometidos a fuerzas externas, pero luego, sin ellas, recuperan su forma), sino que también es válida para aquellos que tienen un sostén.
Cuando un cuerpo que es sometido a una tirantez que ocurre desde direcciones contrarias, con fuerza idéntica, «fuerza de tensión» será el nombre que reciben esas fuerzas que la cuerda puede resistir.
Para poder trabajar esta idea, imaginemos una cuerda sujeta al techo, y de cuyo extremo inferior colgará una piedra, inmóvil, es decir, en reposo. Así, la fuerza de tensión que se aplica aquí es igual a la gravedad que se le estará aplicando a la piedra. Si la fuerza de gravedad es 9,8 m/s2, y la piedra pesa 10 kilogramos, la fuerza de tensión es de 98 newtons (se mide en newtons porque la tensión es una medida de fuerza).
Tipos de fuerza de tensión.
Detallaremos a continuación, de forma breve, cuáles son algunos tipos de fuerza que puede ejercerse:
En primer lugar, tenemos la denominada fuerza normal: esto alude a la, valga la redundancia, fuerza natural que una superficie tendrá. La función de tal «resistencia» es evitar que los objetos básicamente pasen a través de ello. Aquí es clave tener en cuenta que este tipo de fuerza supone, necesariamente, un contacto entre dos objetos o cuerpos.
¿Qué significa esto? Que si dos cuerpos están cerca, pero no llegan a tocarse, no ejercerán fuerza (ni esta ni ninguna). La idea de «normal» poco tiene que ver con algo común o cotidiano: más bien, alude a la perpendicularidad entre los dos objetos (más específicamente, entre las superficies gracias a las cuales entran en contacto).
En segundo lugar, fuerza de fricción: tiene otro nombre que puede deducirse del siguiente ejemplo. Si tomamos una pelota de básquet, y la hacemos rodar por un piso, o incluso césped, tras algunos metros, probablemente, veamos cómo se detiene. Esto, que a primera vista puede ir contra la lógica (si nadie la detiene, no debería frenar) tiene que ver con este segundo tipo de fuerza. Aun cuando la pelota pueda moverse sin que nadie la empuje, eventualmente la fuerza imperceptible que genera su velocidad hará que vaya desacelerando; tal fuerza surge del roce entre la superficie sobre la que rueda y el aire. Así, entre ambas, «traen» a la pelota, la traccionan, haciendo que en algún momento pare (también se denomina a esta fuerza como «de rozamiento»).
En tercer lugar, la fuerza centrípeta: esta es la que ejerce presión sobre un objeto o cuerpo, para mantenerlo en movimiento, primero, y alrededor de un segmento circular. Un ejemplo de esto es lo que ocurre con un carrusel para niños, denominado calesita en algunos países, o tiovivo en otros.
Su forma es circular (el segmento del que hablamos), y los niños que se sienten dentro de él empezarán moviéndose lentamente: a medida que la velocidad aumente, sobre los niños empezará a ejercerse esta fuerza, que los «impulsará» hacia afuera (y, en el peor de los casos, caerán de allí). Es lo que ocurre si sostenemos por ejemplo una llave con su cuerda en la mano y empezamos a hacer girar la cuerda (con ello, la llave). La fuerza que efectuamos hará que la llave no solo empiece a girar en círculos cada vez más rápido, sino que tenderá a irse hacia afuera (si soltamos la cuerda, ella saldrá volando).
Finalmente, la fuerza elástica, que puede observarse en objetos con esta característica: si picamos una pelota contra el suelo, su propiedad de deformarse (para rebotar) hará que se contraiga al chocar contra algo, y recuperará su tamaño al salir despedida. Mientras más fuerte impacte contra algo, más lejos o alto saldrá.
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Fernández, A. M. (18 de febrero de 2022). Definición de fuerza de tensión. Tipos, partes y ejemplos. Definicion.com. https://definicion.com/fuerza-de-tension/
