Una fuerza corporal es una fuerza que actúa en todo el volumen de un cuerpo, en contraste con las fuerzas de contacto. La gravedad y las fuerzas electromagnéticas son ejemplos de fuerzas corporales. Las fuerzas de giro inerciales como la fuerza centrífuga, la fuerza de Euler y el efecto Coriolis también son ejemplos de fuerzas corporales.
Esto puede ponerse en contraste con la definición clásica de fuerzas de superficie que se supone que se ejercen sobre la superficie de un objeto. Se supone que las fuerzas de corte y las fuerzas normales que ocurren en circunstancias físicas y de ingeniería son fuerzas de superficie y se ejercen sobre la superficie de un objeto. Toda atracción superficial cohesiva y fuerzas de contacto entre objetos también se consideran fuerzas superficiales.
Edición cualitativa
Una fuerza corporal es simplemente un tipo de fuerza, por lo que tiene las mismas dimensiones que la fuerza, [M] [L] [T] −2. Sin embargo, a menudo es conveniente hablar de una fuerza corporal en términos de la fuerza por unidad de volumen o la fuerza por unidad de masa. Si la fuerza por unidad de volumen es de interés, se denomina densidad de fuerza en todo el sistema.
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Una fuerza corporal es distinta de una fuerza de contacto en que la fuerza no requiere contacto para la transmisión. Por lo tanto, las fuerzas comunes asociadas con los gradientes de presión y la transmisión de calor conductiva y convectiva no son fuerzas del cuerpo, ya que requieren el contacto entre los sistemas para existir. La transferencia de calor por radiación, por otro lado, es un ejemplo perfecto de una fuerza corporal.
Más ejemplos de fuerzas corporales comunes incluyen;
Gravedad,
Fuerzas eléctricas que actúan sobre un objeto cargado en todo su volumen,
Fuerzas magnéticas que actúan sobre las corrientes dentro de un objeto, como la fuerza de frenado que resulta de las corrientes de Foucault,
Las fuerzas ficticias (o fuerzas de inercia) pueden verse como fuerzas corporales. Las fuerzas de inercia comunes son,
Fuerza centrífuga,
Fuerza Coriolis,
Fuerza de Euler (o fuerza transversal), que ocurre en un marco de referencia giratorio cuando la velocidad de rotación del marco está cambiando
Sin embargo, las fuerzas ficticias no son en realidad fuerzas. Más bien son correcciones a la segunda ley de Newton cuando se formula en un marco de referencia acelerado.
Edición cuantitativa
La densidad de la fuerza del cuerpo se define de modo que el volumen integral (a lo largo de un volumen de interés) da la fuerza total que actúa en todo el cuerpo;
Fbody V ρ grd V
donde dV es un elemento de volumen infinitesimal, ρ es la densidad de masa y g es el campo externo que actúa sobre el sistema.
Aceleración
Artículo principal: segunda ley de Newton
Como cualquier otra fuerza, una fuerza corporal hará que un objeto se acelere. Para un objeto no rígido, la segunda ley de Newton aplicada a un elemento de volumen pequeño es
fr ρ rgr,
donde ρ (r) es la densidad de masa de la sustancia, ƒ la densidad de fuerza, y a (r) todo en el punto r.
En el caso de la gravedad en la superficie de un planeta, g (r) es simplemente el campo gravitacional aproximadamente constante y uniforme, como en la Tierra donde:
g 9.81