Las fuerzas

¿QUE HACE QUE SE MUEVAN LOS OBJETOS?

Se dice que existe interacción entre dos cuerpos cuando uno ejerce una acción de contacto, o a distancia, sobre el otro. Cuando un cuerpo recibe una interacción, aparece una fuerza. 

Las fuerzas surgen a partir de las interacciones entre los cuerpos y en general no les gusta andar solas por la vida. Esto es así principalmente porque cuando un cuerpo A interactúa con otro B, aplicando una fuerza sobre él, el cuerpo B ejercerá también una fuerza sobre A. 

Las fuerzas son entendidas entonces como interacciones entre objetos y son capaces de hacer que los objetos se muevan.

Por ejemplo, cuando pateamos un balón, existe una interacción entre nuestro pie y la pelota. Cuando andamos en bicicleta existe una interacción entre las llantas y el suelo, pero también hay interacción entre los pedales de la bicicleta y nuestros pies.

Interacción entre pie y pelota

Interacción entre manos con caja y pies con el piso.

Existen 2 tipos de interacciones entre las fuerzas: por contacto y a distancia.

• Por contacto. Las fuerzas surgen al ponerse en contacto dos o más cuerpos. Por ejemplo, cuando movemos con nuestra mano un objeto.

• A distancia. Los cuerpos aunque no están en contacto ejercen una fuerza sobre los otros. Por ejemplo, la fuerza de atracción de un imán hacia algo metálico. 

Las fuerzas a distancia pueden ser: fuerzas de gravedad, fuerza eléctrica, fuerzas magnéticas y fuerzas nucleares. 

Denominamos fuerza a toda acción capaz de producir cambios en el movimiento o en la estructura de un cuerpo.

Las fuerzas son magnitudes vectoriales al igual que la velocidad, porque además de especificar la cantidad o magnitud de la fuerza, hay que especificar su dirección y sentido.

Las fuerzas se representan a través de una flecha y en un plano cartesiano.

Debido a que la fuerza es una magnitud vectorial, posee 4 características:

Punto de aplicación. Es la superficie o punto donde se aplica la fuerza.
Intensidad. Es la cantidad de fuerza ejercida.

Dirección. Es la recta que contiene el vector
Sentido.  Esta indicado por la por el extremo a donde apunta la flecha.

Para entender mas, puedes entrar a los siguientes sitios:

https://sites.google.com/site/fisicafuerzas/caracteristicas-de-una-fuerza

http://fqdomingomiral.com/fqdmiral/FQ2ESO/FQ2ESO%20Tema%202%20Los%20movimientos%20y%20las%20fuerzas/21_caractersticas_de_las_fuerzas.html

https://www.youtube.com/watch?v=OHGpF0ZtVZc

ACTIVIDAD 1

Investiga:  ¿Cuáles son los efectos de las fuerzas?, ¿Con que aparato se miden las fuerzas?, ¿En que unidades se miden las fuerzas?,

¿Cuáles son los sistemas de fuerzas colineales, paralelos y concurrentes?, ejemplos

ESCRIBE LA INVESTIGACION EN TU CUADERNO

ACTIVIDAD 2

 Da click y contesta la siguiente actividad (antes de contestar esta actividad, debes de repasar lo visto en esta entrada y haber REALIZADO la actividad 1 de este tema.)

https://forms.gle/77NZmGYYdZ3jLnUn8

La Aceleración y caída libre.

 Se le llama aceleración al cambio de velocidad que sufre un cuerpo en un tiempo determinado. Por ejemplo, cuando un auto esta estacionado y arranca, hubo una aceleración porque cambio su velocidad.

Puede haber 2 tipos de aceleración: Positiva y negativa. Se dice que es positiva cuando un móvil aumenta la velocidad como en el ejemplo pasado, y es una aceleración negativa cuando disminuye la velocidad, por ejemplo, cuando un automóvil va andando y se encuentra con un tope, disminuye su velocidad.

La aceleración se mide en  m/s² (metros por segundo al cuadrado) 

La aceleración de un móvil se puede obtener con la siguiente fórmula:

 

 donde a= aceleración

            Vf =Velocidad final del móvil

            Vi= Velocidad inicial del móvil.

            t = tiempo

Cuando un móvil va cambiando su velocidad de manera constante, es decir, va aumentando o disminuyendo su velocidad en tiempos iguales, se le llama MOVIMIENTO UNIFORME ACELERADO.

Observa el siguiente ejercicio en donde se calcula la aceleración:

Un automóvil lleva una velocidad inicial de 4 m/s, posteriormente en un  tiempo de 3 segundos, lleva una velocidad final de 12 m/s. ¿Cuál fue su aceleración?

De igual, con este movimiento y con otra formula podemos calculad la distancia recorrida por un móvil:

Por ejemplo: Un motociclista durante 8 segundo lleva una aceleración constante de 4m/s²  . ¿Cuál es fue la distancia que recorrió.

ACTIVIDAD 1

Realiza los siguientes problemas en tu cuaderno:

1. Una persona en una moto lleva una velocidad inicial de 2 m/s , luego de 5 segundos, logra una velocidad final de 13 m/s. Calcula ¿Cuál fue su aceleración?

2. Un automóvil lleva una aceleración constante de 3m/s² durante un tiempo de 6 segundos. ¿Cuál fue la distancia que recorrió?

Para mayor comprensión del tema puedes observar el siguiente video:

https://www.youtube.com/watch?v=xrC2WGfu7_g&t=1602s

CAIDA LIBRE

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de la fuerza de gravedad.

En el vacío, la aceleración es constante, y es la misma para todos los cuerpos, independientemente de su forma y peso. El valor de la gravedad  es de 9,8m/s²

La caída libre es un caso particular del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, ya que un cuerpo al caer va aumentando su velocidad cada segundo en razón de 9.8 m/s, es decir, un cuerpo al caer en el lapso de 1 segundo lleva una velocidad de 9.8 m/s, en el segundo 2 lleva una velocidad de 19.6 m/s, en el segundo 3 lleva una velocidad de 29.4 m/s, y así sucesivamente.

Ideas de Aristoteles y Galileo Galilei sobre la caída libre.

Unos de los primeros personajes en estudiar la caída libre fue el filosofo griego Aristóteles. Él observó durante mucho tiempo la caída de diversos objetos y después de reflexionar sobre ello estableció que:

 “Los cuerpos pesados caen más rápido que los livianos”

Esta es una aseveración errónea, pero duró mas de 1500 años, por que pareciera que es correcta, para comprobar que es falsa esta afirmación realiza el siguiente experimento para comprobarlo.

Experimento 1.Usa una hoja de papel y una bolsa con algún material, puede ser una bolsa de arroz, de frijoles o lo que tengas a la mano. Después, tómalos en tus manos y analiza el peso de ambos. Ya que verifiques que uno es más pesado que el otro. Reflexiona en la siguiente pregunta:  ¿Cuál de ellos caerá más rápido al suelo?

             Inicia con el experimento y pon mucha atención.

Primera vez.

Sostén los dos objetos desde la misma altura, suéltalos y observa su caída. Verifica cual cae primero.

 Segunda vez.

Ahora, realiza el experimento de nuevo. Pero esta vez, haz bolita la hoja de papel. Sigue siendo la misma hoja y el mismo peso. Sostén los dos objetos desde la misma altura y suéltalos. Observa nuevamente y verifica cual cayó primero esta segunda ocasión. 

En la segunda ocasión que realizaste el experimento existió una variante. Esta es la base del método científico que inició Galileo Galilei, dos mil años después de que Aristóteles realizará esta aseveración.

Este pequeño experimento te ayuda a comprobar que dos objetos de dimensiones, formas y materiales distintos llegarán al suelo al mismo tiempo, siempre y cuando caigan de la misma altura al mismo tiempo.

 De acuerdo con el experimento que acabas de realizar. La primera vez la hoja de papel tardó más tiempo en caer que la bolsa con materiales. Esto se debe a que, cuando la hoja está extendida, ofrece mayor resistencia al aire, esta resistencia frena la caída, por eso da la percepción de que cae con más lentitud. Esto lo descubrió el gran científico italiano Galileo Galilei.

La resistencia al aire que presentan algunos cuerpos es un elemento que no había considerado Aristóteles, de ahí su confusión, por eso cuando se hace bolita la hoja, se elimina la mayoría de resistencia al aire y cae al mismo tiempo que la bolsa de materiales. Por eso, cuando una hoja cae, puedes observar que la resistencia con el aire evita que caiga en línea recta. 

Una de las características más importantes de los objetos en caída libre es que la gravedad es la única fuerza que actúa sobre ellos y que su caída es vertical descendente. Observa detenidamente los siguientes videos.

https://www.youtube.com/watch?v=SHstJZN-yOQ&t=188s

https://www.youtube.com/watch?v=yerkQ7_7bOQ

Utiliza el el siguiente simulador de caida libre y observa:

http://www.objetos.unam.mx/fisica/caidaLibre/

Puedes manipular los objetos que caen y la cantidad de aire en el ambiente, experimenta sin miedo.

Características del movimiento de caída libre:

 a)  La caída libre de un objeto se da únicamente bajo la influencia de la acción de la gravedad.

 b)  En la caída libre la aceleración que experimenta un objeto es de 9.8 m/s² por cada segundo que cae, es decir se aceleran de forma constante.

 c)  Los cuerpos que caen libremente lo hacen de forma vertical.

 d)  La forma de los objetos es un factor que influye en la caída de los cuerpos.

 e)  Los cuerpos extendidos no presentan una caída totalmente libre, debido a la resistencia del aire.

 f)  Al caer libremente los cuerpos experimentan la misma aceleración sin importar su masa.

ACTIVIDAD 2.

Con la información que tienes a la mano de este sitio, del internet y también apoyándote con tu libro de texto, realiza lo siguiente:

 Realiza  un un mapa mental sobre los conceptos y características de la caída libre.

 

Diferencia rapidez y velocidad

Muchas veces utilizamos los términos de velocidad y rapidez de manera indistinta, pensamos que es lo mismo. A continuación veremos la diferencia entre estos 2 conceptos de la física.

Observa el siguiente video:

https://youtu.be/-79DF6giljY

Rapidez

La rapidez indica la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado por el móvil en recorrer dicha distancia. Su fórmula es la siguiente:

La rapidez es una magnitud escalar, porque queda definida con un numero y una unidad.

Velocidad

La velocidad indica la relación entre el desplazamiento y el tiempo empleado por el móvil en realizar dicho desplazamiento. Su fórmula es la siguiente:

La velocidad es una magnitud vectorial, porque además de quedar definida con un numero y su unidad, , tiene dirección y sentido.

Ejemplo de rapidez:

La rapidez de la bicicleta es de 3 m/s.

Ejemplo de velocidad:

La velocidad de la bicicleta es de 3 m/s hacia el norte.

Como verás, rapidez y velocidad no son lo mismo. La rapidez nos indica que tan deprisa se mueve un objeto, mientras que la velocidad nos indica que tan deprisa se mueve un objeto y en qué dirección y sentido lo hace.

Unidades de medida

En el sistema internacional de unidades, la rapidez y la velocidad, se miden en metros por segundo (m/s), pero existen otras unidades, como kilometro por hora (km/h).

Para concluir observa con atención el siguiente video:
https://www.youtube.com/watch?v=o98iLRmSm-o

El Movimiento

 El ser humano a través de sus movimientos explora y comprende el entorno. Por ejemplo, Nicolás Copérnico, astrónomo y matemático, descubrió que los planetas giraban alrededor del Sol y no de la Tierra como se tenía pensado.

En nuestra vida cotidiana, nosotros también exploramos nuestro alrededor mientras nos movemos. En muchas ocasiones nos valemos de nuestros sentidos como la vista, el oído o hasta el tacto para indicar que algo se está moviendo. Pero ¿qué pasaría si no pudieras ver, oír o tocar un objeto?, ¿cómo sabrías si se mueve o no?

¿Qué es el movimiento?

En física  se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos en el espacio, con respecto al tiempo y a un punto de referencia

Cuando hablamos de cuerpo nos referimos a cualquier objeto que posea materia, lápiz, zapato, carro, avión, persona, ventilador, piedra, etc.

Se dice que el movimiento es relativo porque depende de la posición en la que se encuentra el observador. Al punto en el que se halla dicho observador se le conoce como punto de referencia.

Observa el siguiente video para tener un mejor entendimiento

Los cuerpos al moverse describen diferentes trayectorias. Se le llama trayectoria al camino que describe un cuerpo al moverse

Existen 2 tipos de Trayectorias: RECTAS O CURVAS

En las trayectorias rectas , los objetos describen un movimiento en línea recta

En las trayectorias curvas, los cuerpos al moverse describen una movimiento curvo y existen de 5 tipos: CIRCULAR, PARABOLICO, ELIPTICO, ONDULATORIO y ALEATORIO

Los cuerpos al moverse recorren distancias y se desplazan, pero ¿que diferencia existe entre la distancia y el desplazamiento?

Llamamos desplazamiento a la distancia que existe entre la posición final e inicial de un movimiento (o de una parte del movimiento). Un desplazamiento siempre se representa sobre una línea recta.

La distancia es la longitud existente entre 2 puntos en el espacio, se mide en cm, metros, kilómetros, etc.

Dato interesante.

El ser humano más rápido de la historia es Usain Bolt que logró correr, en competencias de 100 metros, a casi 11 metros por segundo (m/s). El animal terrestre más rápido que existe es el guepardo o chita, un felino que puede correr a más de 30m/s, mientras que el insecto más rápido es una especie de cucaracha que se mueve a 2.5m/s. Piensa, ¿cómo sería la trayectoria en cada ejemplo de movimiento?

Finalmente, observa el siguiente video en el que se te mostrará la importancia de tener clara la diferencia entre distancia y desplazamiento, y algunos ejemplos de las aplicaciones de estos conceptos.

Cuando la Tierra tiembla.