Fuerzas y equilibrio: centro de gravedad y palancas

Una fuerza es cualquier acción capaz de deformar un cuerpo o de cambiar su movimiento; se mide en newtons (N). El peso es la fuerza con que la Tierra atrae un cuerpo: P = m · g, con g ≈ 9,8 N/kg. Una bolsa de 1 kg pesa unos 9,8 N.

El centro de gravedad (CG) es el punto donde podemos considerar aplicado todo el peso de un cuerpo. En una regla uniforme está en el centro; en un objeto irregular se localiza colgándolo de dos puntos distintos con una plomada: el CG está donde se cruzan las dos verticales.

Un objeto apoyado está en equilibrio si la vertical que pasa por su CG cae dentro de su base de apoyo; si cae fuera, vuelca. El equilibrio es más estable cuanto más bajo está el CG y más ancha es la base. Experimento: encaja dos tenedores entre sí, atraviésalos con un palillo y apoya la punta del palillo en el borde de un vaso de plástico; el conjunto se sostiene porque su CG queda por debajo del punto de apoyo.

Una palanca es una barra rígida que gira sobre un punto de apoyo (fulcro). Cumple la ley de la palanca: F · bF = R · bR, donde F es la fuerza aplicada, R la resistencia y b sus brazos (distancias al apoyo). Con una regla de 30 cm apoyada en un lápiz y monedas iguales puedes comprobarlo: 2 monedas a 9 cm equilibran 3 monedas a 6 cm, porque 2 · 9 = 3 · 6.

Según la posición del apoyo hay tres géneros: primer género, apoyo entre fuerza y resistencia (balancín, tijeras); segundo género, resistencia entre apoyo y fuerza (carretilla, cascanueces); tercer género, fuerza entre apoyo y resistencia (pinzas de cocina, caña de pescar). Trabaja con objetos ligeros, sobre una mesa despejada y con una persona adulta; los palillos y tenedores, con cuidado.