Fuerzas internas y externas

En este artículo se explica qué son las fuerzas internas y las fuerzas externas. Encontrarás las definiciones de fuerzas internas y fuerzas externas junto con ejemplos de los dos tipos de fuerzas. Por último, podrás ver las diferencias entre las fuerzas externas e internas.

¿Qué son las fuerzas internas?

Las fuerzas internas son aquellas fuerzas que ejercen entre sí las diferentes partículas de un cuerpo o partes de un sistema. Es decir, las fuerzas internas de un sistema son las que actúan dentro de dicho sistema.

Debido a la tercera ley de Newton, también llamado principio de acción-reacción, las fuerzas internas son iguales y opuestas dos a dos. Por lo tanto, en general, la suma de todas las fuerzas internas de un sistema es igual a cero.

Por esta razón las fuerzas internas no suelen mostrarse en el diagrama de cuerpo libre, pues se representarían dos fuerzas que se anulan mutuamente.

En algunos libros de física, también se llama a las fuerzas internas como fuerzas mutuas, pero es muy poco común.

¿Qué son las fuerzas externas?

Las fuerzas externas son aquellas fuerzas que ejercen otros sistemas sobre el cuerpo o sistema en estudio. Es decir, las fuerzas externas de un sistema son las que actúan fuera de dicho sistema.

De forma análoga a las fuerzas internas, las fuerzas externas que se aplican dos sistemas distintos entre sí tienen la misma magnitud pero su sentido es contrario.

A diferencia de las fuerzas internas, en el diagrama de cuerpo libre se deben representar todas las fuerzas externas.

Además, cuando la suma de todas las fuerzas externas es nula, el cuerpo o sistema está en equilibrio traslacional.

En física, se pueden distinguir dos tipos de fuerzas externas:

• Fuerzas externas activas: aquellas fuerzas que promueven el movimiento del cuerpo o sistema. Por ejemplo, la fuerza de la gravedad de la Tierra intenta atraer a los cuerpos hacia el centro del planeta.
• Fuerzas externas reactivas: aquellas fuerzas que se generan como una reacción a otra fuerza. Por ejemplo, la fuerza normal contrarresta la fuerza gravitatoria y mantiene un cuerpo en el suelo.

Ejemplos de fuerzas internas y fuerzas externas

Una vez hemos visto la definición de fuerzas internas y la de fuerzas externas, vamos a ver ejemplos de los dos tipos de fuerzas para entender mejor su significado. En concreto, veremos un caso real que, según qué consideremos como sistema de estudio, una misma fuerza puede considerarse interna o externa.

Si ponemos de ejemplo una persona sujetando un objeto, las fuerzas externas e internas cambian dependiendo del sistema que queramos estudiar.

Si queremos analizar el sistema formado por la persona y el objeto, las fuerzas externas son el peso de la persona (P₁), el peso del objeto (P₂), y la fuerza normal (N₁) ejercida por el suelo a la persona que contrarresta las dos fuerzas anteriores. En este caso, la fuerza que ejerce la persona para sostener el objeto consiste en una fuerza interna ya que es una interacción entre dos partes de un mismo sistema y, por tanto, no se debe representar.

Por otro lado, si escogemos como sistema solamente el objeto, las fuerzas externas son la fuerza del peso del objeto (P₂) y la fuerza que debe hacer la persona para sostener el objeto (N₂). Como en este caso la persona no forma parte del sistema, la fuerza que aplica sobre el objeto es externa y por tanto se debe dibujar.

Diferencia entre fuerzas internas y fuerzas externas

Para concluir la explicación y tener del todo claro los conceptos, a continuación vamos a remarcar las diferencias entre una fuerza interna y una fuerza externa.

La diferencia entre las fuerzas internas y las fuerzas externas es si se incluyen en el sistema de estudio o no. Las fuerzas internas se producen entre las partes o partículas dentro de un sistema, en cambio, las fuerzas externas son ejercidas por agentes de fuera del sistema.

Además, las fuerzas internas no se deben representar en los diagramas de cuerpo libre, mientras que sí que se debe hacer la representación gráfica de todas las fuerzas externas.

Finalmente, destacar que una misma fuerza puede considerarse interior o exterior al sistema dependiendo del sistema que se escoja, tal y como hemos visto en el ejemplo de arriba.