M@RFISIK 20.17

Desde el MARFISU, 50 años, compartiendo experiencias con la Fisica y un poco mas…

Dinámica

La Naturaleza y sus leyes yacían escondidas en la noche, Dios dijo: “¡Hagamos existir a Newton!”  Y se hizo la luz”.

Alexander Pope (poeta)       

cientifico-maquina-tiempo  Conceptos fundamentales de la Dinámica

  1. Dinámica y Estática.

  2. Fuerzas y Movimiento.  Tipos de fuerza.

  3. Primera ley de Newton

  4. Equilibrio de una partícula.

  5. Tercera ley de Newton.

  6. Fuerza de rozamiento o fricción.

  7. Segunda ley de Newton. Masa y peso.

  8. Problemas de aplicación de la segunda ley de Newton

 Logros

  1. Establecer  relaciones entre las diferentes fuerzas que actúan sobre los cuerpos en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme.
  2. Modelar matemáticamente el movimiento de objetos cotidianos a partir de las fuerzas que actúan sobre ellos.
  3. Aplicar correctamente las leyes de Newton para el movimiento en situaciones cotidianas.

Desarrollo del Pensamiento Físico

1. Fuerza y Movimiento

Primera actividad.

Observa el siguiente vídeo de FUERZA – CONCEPTO ,  luego ingresa a la simulación  DINÁMICA, Leyes de Newton,  observa la primera parte “Fuerzas y acciones” y luego responde las siguientes preguntas:

  1. ¿Qué estudia la Dinámica?

  2. ¿Qué es lo que produce un movimiento? ¿Es necesario algo especifico para que se conserve? ¿Cuáles son las causas de las variaciones observadas en un movimiento?

  3. ¿Qué es la fuerza?. ¿ En qué unidades y con qué instrumentos  se mide  la fuerza?

  4. ¿Qué le ocurrirá a un cuerpo que se mueve si no se le aplica ninguna fuerza?

  5. ¿Por qué acaban parándose los cuerpos que se deslizan por una superficie? a)¿Pierden parte de la fuerza que llevan?  b)¿Hay una fuerza que se opone al movimiento?

DINÁMICA, Leyes de Newton, del profesor Luis Ignacio García. 

Segunda actividad. Fuerzas fundamentales de la naturaleza.

Observe el siguiente vídeo  y responda las siguientes preguntas:

  1. ¿Cuáles son las fuerzas fundamentales de la naturaleza?

  2. Haga una pequeña descripción de cada una de las fuerzas de la naturaleza.

2. Las leyes del Movimiento

Newton, el gran científico.

Da un clic en la imagen, para ver la vida de Isaac Newton

Isaac Newton nació en Inglaterra el 25 de diciembre de 1642 y es considerado uno de los más grandes e importantes científicos de la historia.  Aportó a varios campos de la ciencia, sirviendo de base a la mayor parte de avances científicos de la época.  Físico y matemático, recibió el título de profesor en 1668, dedicándose al estudio e investigación de los últimos avances matemáticos; en 1966 desarrolló lo que hoy conocemos como cálculo, un método matemático muy novedoso.
Sin embargo, hay algo que dejó una profunda huella en la historia de la física: los llamados principios o leyes de Newton, que profundizaremos a continuación.  En 1665, cuando Newton tenía 23 años, comenzó a desarrollar los principios de la mecánica, que terminaron siendo la base teórica de todo el desarrollo de la física dinámica (fuerza y movimiento) desde el siglo XVIII.

Para saber un poco más de la vida de este ilustre Físico- Matemático, da un clic en la imagen de Newton.

Tercera actividad. Leyes de Newton

Observa los siguientes vídeos y aplicaciones multimedias para responder en tu cuaderno, las siguientes preguntas:

  1. ¿Qué es la inercia de un cuerpo?

  2. Cuando vamos en un auto y frenamos bruscamente; entonces nuestro cuerpo tiende a irse hacia adelante. Por el contrario, cuando el vehículo parte nos vamos hacia atrás. Explique el por qué sucede esto.

  3. ¿Cuáles son los peligros de la inercia en el movimiento de un coche?

  4. Enuncie la primera  Ley de Newton

  5. Indica si la ley de Inercia se refiere a objetos en movimiento, objetos en reposo, o a ambos. Utiliza ejemplos para apoyar tu respuesta.

  6. Si un cuerpo se encuentra en reposo, ¿puedes llegar a la conclusión que sobre él no actúa ninguna fuerza?

  7. ¿Qué es la masa inercial?

  8. ¿Qué relación existe entre las magnitudes Fuerza, masa y aceleración?

  9. Enuncie la segunda Ley de Newton.

  10. ¿Existen fuerzas impares en la naturaleza?

  11. Enuncie la tercera Ley de Newton

  12. Cuando se dispara un rifle, ¿cómo es la magnitud de la fuerza que le rifle ejerce sobre la bala en comparación con la fuerza que la bala ejerce sobre el rifle? ¿Cómo es la aceleración del rifle en comparación con el de la bala?  

 

Ingresa a la simulación  DINÁMICA, Leyes de Newton, observa la segunda parte “Leyes de Newton”. 

Ingresa a la simulacion, dando clic en esta imagen

También puedes ingresar al aplicativo web “Leyes del movimiento de Isaac Newton” de los  MSC Adriana Rodriguez Martinez y Luis Ham Aburto. Dando un clic en la imagen.

O en la pagina Dinámica del profesor Salvador Hurtado, dando clic en la siguiente imagen y luego sigue las indicaciones dadas:

En resumen:

1. El filósofo y científico griego, Aristóteles (384-322 a.C.) planteó que el movimiento terrestre siempre es lineal y siempre acaba por detenerse. “Un cuerpo solo podría mantenerse en movimiento cuando existiera una fuerza que actuase continuamente sobre él”.   Es decir, que un cuerpo permanece en reposo si no se aplica una fuerza, al aplicarle una fuerza se pone en movimiento, pero al cesar la acción de la fuerza, el cuerpo volvería al reposo.

La teoría aristotélica de que el movimiento lineal siempre se lleva a cabo a través de un medio de resistencia es, en realidad, válida para todos los movimientos terrestres observables.

El físico y astrónomo italiano Galileo Galilei (1564-1642) planteo que “Si  un cuerpo está en reposo es necesaria la acción de una fuerza sobre él para ponerlo en movimiento. Una vez iniciada éste y después de cesar la acción de las fuerzas que actúan sobre él, seguirá moviéndose indefinidamente en línea recta, con velocidad constante”.

 Si pensamos en todo lo que hacemos diariamente, no es difícil entender que para mover un cuerpo debemos aplicar una fuerza, y para detenerlo, también. La inercia es la resistencia de un cuerpo en reposo al movimiento, o de un cuerpo en movimiento a la aceleración, al retardo en su desplazamiento a un cambio de dirección del mismo. Para vencer la inercia debe aplicarse una fuerza.

Un ejemplo de inercia es cuando vamos en el auto y frenamos bruscamente; entonces nuestro cuerpo tiende a irse hacia adelante. Por el contrario, cuando el vehículo parte nos vamos hacia atrás. Esto demuestra que todos los cuerpos que están en movimiento tienden a seguir en movimiento; los cuerpos que están en reposo, tienden a seguir en reposo.

Esta es la primera Ley de Newton o ley de la inercia, que se enuncia así: “Todo cuerpo permanece en reposo o se desplaza con movimiento rectilíneo uniforme, siempre que no actúe sobre él una fuerza exterior que cambie su estado”.

Otra forma de expresarla  es:  ” Todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea forzado a cambiar ese estado por fuerzas que actúan sobre él “.

Se podría ejemplificar:

El caso de un jinete que tiende a conservar el movimiento que tenía antes de que el animal se detenga. Se observa cómo el jinete es impulsado hacia delante, o al observar a un auto al entrar a una curva. Las personas que hay en su interior tienden a seguir en línea recta.

2. En un comienzo, Newton definió la masa como la cantidad de materia de un cuerpo. Sin embargo, con el tiempo, esto quedó mejor explicado como la medida de la inercia de un cuerpo; es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su estado de reposo o movimiento. Es importante tener claro que a mayor masa, mayor inercia. Esto no tiene nada que ver con el peso, ya que la masa es la medida de la inercia de un cuerpo; por el contrario, el peso se refiere a la fuerza de gravedad sobre un cuerpo y es igual al producto de su masa y la aceleración de gravedad. (P = m . g). El peso variará dependiendo del lugar donde se encuentre, mientras que la masa será siempre constante. Por ejemplo, cualquier objeto pesa algo más si está situado a nivel del mar que si está en la cima de una montaña, o si está cerca del polo que si está en el ecuador terrestre. Sin embargo, su masa es la misma. Si se compara el peso en la Tierra y en la Luna, las diferencias son más espectaculares. Así, un objeto con 1 kilogramo de masa, que en la Tierra pesa unos 9,8 Newtons, pesaría solamente 1,6 Newtons en la Luna (donde g vale aproximadamente 1,6 m/s2).

La segunda Ley de Newton, que formalmente se enuncia así: “Cualquier variación del movimiento es proporcional a la fuerza que la produce y tiene lugar en la dirección en que dicha fuerza actúa, siendo el aumento o la disminución de la velocidad proporcional a la misma”. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera: F = m . a

Otra forma de expresarla  es: “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera en la dirección de la fuerza.  La aceleración es directamente proporcional a la intensidad de la fuerza e inversamente proporcional a la masa a = F / m

Por ejemplo, si tenemos dos automóviles iguales, y uno es tirado por un hombre y el otro por un caballo (dos fuerzas distintas), el segundo va a adquirir mayor aceleración, comprobando que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza: a mayor fuerza, mayor aceleración. Por el contrario, si tenemos dos caballos iguales (igual fuerza), el primero tira de un auto más pequeño que el segundo (distintas masas), el primero adquirirá mayor aceleración, concluyendo que la masa es un término que se utiliza para cuantificar la inercia. Así entre dos cuerpos a los que se les aplica una misma fuerza se acelerará más aquél que posea menos masa (presenta una oposición menor a cambiar su estado de movimiento).  Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido.

Nota: La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a.

 

3. Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La tercera ley de Newton, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que “si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario”.

Otra forma de expresarla  es: “Las fuerzas son siempre producidas en pares, teniendo direcciones opuestas e igual magnitud. Si el cuerpo A  actúa con una fuerza F sobre el cuerpo B, el cuerpo B actuará sobre el cuerpo A  con una fuerza de igual intensidad y dirección opuesta”

Es conveniente aclarar que,  no todas las fuerzas de igual módulo y dirección pero de sentido contrario son fuerzas de acción y reacción,  como vemos en la figura, las fuerzas de acción y reacción no son el peso y la normal, actuantes sobre el carro, sino la fuerza sobre el carro debida al pavimento Fpc y la fuerza sobre el pavimento debida  al carro Fcp.

El Principio de acción y reacción se comprueba a diario en muchas ocasiones.  Por ejemplos:

  • Cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba,

  • Si un imán atrae a un clavo, el clavo atraerá al imán con una fuerza igual y contraria,

  • Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

  • En un bote de remo la fuerza aplicada al remo se convierte en la acción, y la reacción es el avance del bote en sentido contrario al del movimiento del remo.

  • Al girar, la hélice de un bote empuja al agua hacia atrás, el agua reacciona y empuja la hélice hacia delante, haciendo que la lancha se mueva.

Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos distintos. Los cohetes funcionan en base al mismo principio, ya que se aceleran al ejercer una gran fuerza sobre los gases que expulsan. Estos gases ejercen una fuerza igual y opuesta sobre el cohete, lo que finalmente lo hace avanzar.

Cada material, sin importar cuán duro sea, es elástico. Esto hace que al ejercer una fuerza sobre él, este también lo haga. Por ejemplo, si empujamos una mesa estamos ejerciendo una fuerza sobre ella; si miramos nuestras manos, podremos ver qué están deformadas por la fuerza y sentimos dolor. Eso quiere decir que la mesa también ejerció una fuerza sobre nuestras manos.

Otros Experimentos

1. Coche de Juguete a Reacción

2. Billete sostiene un Vaso con Agua EN EL AIRE!

3. Experimento de Equilibrio

4. Experimento: Fuerza de fricción estática

3. Fuerzas mecánicas especiales

3.1 El Peso ( W )

El peso de un cuerpo es la fuerza que ejerce la Tierra debido a la atracción gravitacional.  El peso es el producto de la masa gravitacional del cuerpo por la aceleración de la gravedad terrestre.   W = m . g

Sobre todo cuerpo que esté situado cerca a la superficie terrestre actúa el peso y se presenta como un vector dirigido verticalmente hacia abajo; el peso actúa independientemente del estado de movimiento del cuerpo.

Cuarta actividad. ¿Cuál es la diferencia entre Masa y Peso?

Visita el aplicativo Web de Masa y Peso que está en Educaplus . org, dando un clic en la siguiente imagen. Responde las siguientes preguntas:

1. Halla el peso y la masa, en la Tierra, en la Luna, en Júpiter y en el espacio, de un niño.

2. Calcula la gravedad en la Tierra, en la Luna, en Júpiter y en el espacio.

3. Calcula el peso de cada cuerpo en el lugar donde se encuentra.

Ahora resuelve los siguientes problemas

1. Calcula el peso en Newton de una persona que tenga una masa de 75 Kg

2. Calcula el peso en dinas de una hormiga que tenga una masa de 25 gramos

3. Calcula el peso en Newton de un elefante que tenga una masa de 1250 Kg

4. Un melón tiene un peso aproximado de 250 N. ¿Cuál es su masa en Kg? ¿Cuál es su masa en libras?

5. Susy tiene un peso aproximado de 450 N. ¿Cuál es su masa?

3.2 La Tensión ( T )

Es la ejercida por una  cuerda, considerada de masa despreciable e inextensible, sobre un cuerpo que está ligado a ella.  La tensión se representa con un vector dirigido a lo largo de la cuerda y se denota con la letra T.

3.3 La Normal ( N )

Es la fuerza ejercida por una superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado en ella. La fuerza normal o simplemente normal se representa por medio de un vector dirigido perpendicularmente a la superficie de contacto y se denota con la letra N.

3.4 Fuerza Elástica recuperadora

Cuando se estira un resorte, este opone resistencia a su deformación. El resorte reacciona con una fuerza dirigida en sentido opuesto a su deformación y cuyo valor depende del alargamiento sufrido. La fuerza que ejerce el resorte cuando se deforma, se llama fuerza elástica recuperadora.

 Ley de Hooke.

La fuerza que ejerce un resorte cuando es deformado es directamente proporcional al valor de la deformación (X).  

F = – K. X

 La constante K se llama coeficiente de elasticidad del resorte y se mide en N/m o en d/cm; el signo menos indica que los sentidos de la fuerza y la deformación son contrarios.

Experimentación virtual de la ley de Hooke.

1. Ingresa a educaplus.org, dando clic en la siguiente imagen, luego sigue los pasos indicados para probar la ley de Hooke. (Copialo en tu cuaderno).

3.5 La Fuerza de fricción o Rozamiento

Ingresa a la simulación  DINÁMICA, Leyes de Newton,  observa la tercera parte “Fuerzas de rozamiento” Realiza los laboratorios virtuales.

Ingresa a la simulación, dando clic en esta imagen

Resumen de los Tipos de Fuerzas

Tipos de fuerzas

E S T Á T I C A

La Estática, es la parte de la mecánica que estudia las leyes del equilibrio de los cuerpos.

Veamos los siguientes vídeos:

Desarrollo de competencias en la solución de problemas

A. Problemas para cuerpos en equilibrio

Para aclarar dudas del anterior vídeos, ingresa a el TEOREMA DE LAMY

 

Actividad 1. Si la masa del cuerpo es de 10 Kg y el angulo es de 45°, halla la tensión de la cuerdas.

 

 

 

 

Experimentación virtual con el plano inclinado

Un automóvil de 600 kg de masa, incluyendo la masa del conductor, sube con una velocidad constante de 60 km/h por una pendiente de 12º. Calcula la fuerza neta  que ejerce la carretera sobre el vehículo. R/ 6000 N

Como el auto se desplaza a velocidad constante, éste se encuentra en equilibrio.

SFx: F – m.g.Senβ = 0,  donde F = m.g.Senβ

SFy: N – m.g.Cosβ = 0, donde N = m.g.Cosβ

F = 600 Kg . 10 m/s2. Cos 12º = 5869 N

N= 600 Kg . 10 m/s2.Sen 12º = 1247 N

Aplicando el teorema de pitagoras para las fuerzas F y N, se tiene que la fuerza neta Fn2 = F2 +N2, donde

Fn2 = 36000170 N2

Fn = 6000N

 

B. Problemas para cuerpos que tienen una aceleración por el resultado de una fuerza resultante.

 

1. Calcula la aceleración, justo antes de despegar, de un avión Boeing 747 que tiene una masa aproximada (cargado) de 397.000 Kg, si el empuje de cada uno de sus cuatro motores es de 30.000 N.

2. a) Calcula la aceleración de un bloque de cemento de 4 kg de masa sobre una superficie horizontal, sin fricción, cuando le ejerces una fuerza horizontal neta de 24 N.

b) ¿Cuál es la aceleración si la masa del bloque se reduce a la mitad?

c) Calcula la aceleración del bloque si la superficie le ejerce una fuerza de fricción de 8 N

3. Un bombero de 80 kg de masa se desliza por un poste vertical con una aceleración de 4 m/s2. ¿Cuál es la fuerza de fricción entre el poste y el bombero?

4. Un automóvil de 1200 kg de masa, aumenta su velocidad de 20 m/s a 30 m/s en 5 segundos. ¿Cuál es el valor de la fuerza que ejerce el motor sobre el auto?

5. Si sobre un cuerpo actúa una fuerza de 400 N, este se acelera a 3 m/s2. ¿Cuánto se acelerará si la fuerza aplicada se triplica?

6. Dos personas halan de una caja de masa 50 Kg con fuerzas de 750 N y 1000 N. Calcula la aceleración de la masa, si:

a. las fuerzas se ejercen horizontalmente en el mismo sentido

b. las fuerzas se ejercen horizontalmente en sentido contrario

c. las fuerzas forman entre si un ángulo de 60°

7. ¿Qué empuje horizontal se requiere para tirar de una caja de 50 Kg con una aceleración de 3 m/s2? Considere que la fuerza de fricción entre la caja y el piso es de 20 N.

8. Una fuerza neta de 150 N da un vagón una aceleración de 5 m/s2. ¿Cuáles son la masa y el peso del vagón? Supón que al vagón se le agrega una carga de 15 kg, ¿Qué fuerza se necesita para darle la misma aceleración?

9. Una masa de 12 Kg se levanta mediante una cuerda. ¿Cuál es la tensión en la cuerda, si la aceleración es de 6m/s2 hacia arriba? ¿Cuál es la tensión en la cuerda, si la aceleración es de 6m/s2 hacia abajo?

10. Una bolsa de cemento de 50 kg es levantada por una cuerda cuya resistencia a la ruptura es de 450 N. ¿Cuál es la máxima aceleración hacia arriba sin que la cuerda se rompa?

11. Un automóvil de 500 Kg se encuentra varado. Dos hombres lo empujan con fuerzas iguales de atrás hacia adelante. El coeficiente de fricción estático entre el pavimento y las llantas es de 0,9. Calcular la mínima fuerza que debe aplicar cada uno de los hombres para poner el auto en movimiento

 

Descomposición del peso en un plano inclinado

Demostrar que la aceleracion que experimenta un cuerpo a lo largo de un plano inclinado liso que forma un angulo α con la horizontal es : a = g. sen α

 Dinámica de un bloque con velocidad inicial en un plano inclinado

http://www.educaplus.org/play-257-Dinámica-de-un-bloque-con-velocidad-inicial-en-un-plano-inclinado.html

Dinámica de un móvil con velocidad inicial en un plano inclinado con rozamiento

http://www.educaplus.org/play-258-Dinámica-de-un-móvil-con-velocidad-inicial-en-un-plano-inclinado-con-rozamiento.html

http://www.educaplus.org/play-255-Rozamiento.html

Experimentación virtual con la ” Maquina de Atwood”

Actividad No 1.  Ingresa  a la pagina de laboratorio virtual ibercaja dando un clic en la siguiente imagen, luego busca MAQUINA DE ATWOOD y  realiza los  cinco laboratorios. RECUERDA, debes copiar en tu cuaderno las conclusiones de las respuestas correctas. Da un clic en la siguiente  imagen:

Copia esta imagen en tu cuaderno de Fisica

La figura anterior muestra un dispositivo conocido como la máquina de Atwood. Suponiendo que la masa de la derecha m2 es mayor que la masa m1 el sistema se acelerará  hacia la derecha, las aceleraciones de las dos masas son iguales debido a que están sujetas a la misma cuerda.

Ecuaciones

m2 . g – T2 = m2 . a

 T1 – m1 . g = m1 . a

Teniendo en cuenta que las dos tensiones son iguales, podemos escribir

m2 . g – T = m2 . a

 T – m1 . g = m1 . a

Eliminando la tensión de las dos ecuaciones y despejando la aceleración, se obtiene:

 a = (m2 – m1). g / m1 + m2

Reemplazando el valor de la aceleración en cualquiera de las dos ecuaciones se obtiene el valor de la tensión

T = 2 m1 . m2 . g / m1 + m2

Actividad No 2. “Dinámica de dos masas que cuelgan de una polea”

 

Aplique las formulas halladas para la aceleración y para la tensión para comprobar los resultados dados al realizar la simulación.

Ejercicio 1.  m1 = 10 kg, m2 = 15 kg    g = 9,8 m/s2

Ejercicio 2.  m1 = 15 kg, m2 = 20 kg    g = 9,8 m/s2

Ejercicio 3.  m1 = 20 kg, m2 = 15 kg    g = 9,8 m/s2

 

 

2. Calcular la aceleración para el sistema, en función de las masas  de los cuerpos y de la aceleración gravitacional.

De acuerdo con los diagramas de cuerpos libre, tenemos para el bloque de masa m1, que

Fy:  N –  m1 . g = 0

Fx:   T =  m1 . a

Para el bloque de masa m2 se tiene, a su vez, que

Fy:   m2 . g  – T = m2 . a

Reemplazando el valor de la tensión obtenida para el bloque 1en la ecuacion del bloque 2, se obtiene la aceleración del sistema, que está dado por la expresión:

 a = m2 . g / m1 + m2

Laboratorios virtuales de Dinámica

1.  Ingresa al laboratorio “Principio de la Dinámica” del profesor Salvador Hurtado, dando clic en la siguiente imagen y luego sigue las indicaciones dadas:

2.  Ingresa al laboratorio “Ley de Hooke”  del profesor Salvador Hurtado, dando clic en la siguiente imagen y luego sigue las indicaciones dadas:

Actividad No 3. Realiza el laboratorio virtual de la máquina de Atwood. Sigue las indicaciones, copialo  en tu cuaderno

Aplique la  formula halladas para la aceleración, para comprobar los resultados dados al realizar la simulación.

Ejercicio 1.  m1 = 300 g, m2 = 500 g    g = 10 m/s2

Ejercicio 2.  m1 = 200 g, m2 = 600 g    g = 10 m/s2

Ejercicio 3.  m1 = 300 g, m2 = 900 g    g = 10 m/s2

Ejercicio 4.  m1 = 900 g, m2 = 300 g    g = 10 m/s2

C. LABARATORIOS VIRTUALES SH.  Estática, Momento de Fuerza

 

 

PLENARIA VIRTUAL “LEYES DE NEWTON”

Estimados estudiantes de décimo grado, de la I.E.D MARCO FIDEL SUAREZ, a través de RED EIHPA y MARFISIK 2016, vamos a hacer una plenaria que consiste en:

  • Hacer preguntas o inquietudes que se generen al desarrollar el taller de DINAMICA

  • Responder las preguntas hechas por un compañero o por el profesor de Física.  Esta plenaria se cierra el domingo 21 de Agosto del 2016.

Ya puedes participar a través del comentario, respondiendo las siguientes preguntas:

  1. Una bola de cristal resbala por el hielo y al final se detiene. ¿Cómo interpretaría Aristóteles este comportamiento? ¿Cómo interpretarían Galileo y Newton? ¿Cómo lo interpretas tú?

  2. Un avión vuela a velocidad constante en una trayectoria recta y horizontal, el avión esta en equilibrio. Sobre él actúan dos fuerzas horizontales, una es el empuje de las hélices, lo cual lo impulsa hacia adelante y la otra es la resistencia del aire, que actúa en la dirección opuesta ¿Cuál de ellas es mayor?

  3. ¿Por qué te tambaleas hacia adelante dentro de un autobús que se detiene de repente? ¿Por qué te tambaleas hacia atrás cuando acelera? ¿Qué leyes se aplican en este caso?

  4. Sobre un paracaidista que desciende en el aire actúan dos fuerzas verticales: su peso y la resistencia del aire. Si el descenso es uniforme, sin ganancia ni pérdida de velocidad, el paracaidista esta en equilibrio dinámico. ¿Cuál de ellas es mayor, la magnitud del peso o la resistencia del aire?

  5. ¿Sería más fácil levantar en la Tierra un camión cargado con cemento, que en la Luna?

  6. ¿Cómo se comparan la rapidez terminal de un paracaidista, antes de abrir el paracaídas, con su velocidad terminal después de abrirlo? ¿A qué se debe la diferencia?

  7. Identifica los pares de Acción y Reacción de las fuerzas, en los siguientes casos:

    Un auto en movimiento

    b. Un cohete en movimiento

    c. Un hombre tira de un resorte

    d. Una ola golpea una costa rocosa

    e. Un jugador de béisbol golpea una pelota

  8. Un autobús muy veloz y un insecto chocan de frente. La fuerza del impacto aplasta el insecto contra el parabrisas. ¿La fuerza correspondiente que ejerce el insecto sobre el parabrisas es mayor, menor o igual al que ejerce el parabrisas sobre el insecto? ¿La desaceleración del autobús es mayor, menor o igual que la del insecto?

 Para responder estas preguntas te recomiendo ingresar al siguiente texto, dando un clic en la imagen:

fISica Conceptual - Hewit

 

EXAMEN VIRTUAL DE DINAMICA 

DIVIERTETE  Y APRENDE CON LOS SIGUIENTES VIDEOS

12 comentarios to “Dinámica”

  1. nixmat said

    Estos son los problemas que hasta hoy 10 de Septiembre, a las 9:00 pm NO se ha hecho correctamente. Puedes intentar hacerlo y ganarte una buena nota. Hasta el Viernes 12 de Septiembre, hora 5 p.m

    1. Calcula el peso en dinas de una hormiga que tenga una masa de 25 gramos

    2. Calcula la aceleración, justo antes de despegar, de un avión Boeing 747 que tiene una masa aproximada (cargado) de 397.000 Kg, si el empuje de cada uno de sus cuatro motores es de 30.000 N.

    3. a) Calcula la aceleración de un bloque de cemento de 4 kg de masa sobre una superficie horizontal, sin fricción, cuando le ejerces una fuerza horizontal neta de 24 N.
      b) ¿Cuál es la aceleración si la masa del bloque se reduce a la mitad?
      c) Calcula la aceleración del bloque si la superficie le ejerce una fuerza de fricción de 8 N

    4. Un bombero de 80 kg de masa se desliza por un poste vertical con una aceleración de 4 m/s2. ¿Cuál es la fuerza de fricción entre el poste y el bombero?

    5. Si sobre un cuerpo actúa una fuerza de 400 N, este se acelera a 3 m/s2. ¿Cuánto se acelerará si la fuerza aplicada se triplica?

    6. ¿Qué empuje horizontal se requiere para tirar de una caja de 50 Kg con una aceleración de 3 m/s2? Considere que la fuerza de fricción entre la caja y el piso es de 20 N.

    7. Una fuerza neta de 150 N da un vagón una aceleración de 5 m/s2. ¿Cuáles son la masa y el peso del vagón? Supón que al vagón se le agrega una carga de 15 kg, ¿Qué fuerza se necesita para darle la misma aceleración?

    8. Una masa de 12 Kg se levanta mediante una cuerda. ¿Cuál es la tensión en la cuerda, si la aceleración es de 6m/s2 hacia arriba? ¿Cuál es la tensión en la cuerda, si la aceleración es de 6m/s2 hacia abajo?

    9. Una bolsa de cemento de 50 kg es levantada por una cuerda cuya resistencia a la ruptura es de 450 N. ¿Cuál es la máxima aceleración hacia arriba sin que la cuerda se rompa?

    10. Un automóvil de 500 Kg se encuentra varado. Dos hombres lo empujan con fuerzas iguales de atrás hacia adelante. El coeficiente de fricción estático entre el pavimento y las llantas es de 0,9. Calcular la mínima fuerza que debe aplicar cada uno de los hombres para poner el auto en movimiento

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  2. Hector Gaitan said

    Particularmente este blog me ha ayudado a progresar en cuanto a dinamica nos referimos, pues las leyes estan detalladas y explicadas menudamente, y pues me parecio importante y destacable las ayudas de video y fotos que brinda el blog ya que ayuda a disminuir el nivel de dificultad y una novedad especial que es el laboratorio virtual que le sirve mucho a los que quieren mas alla los curiosos. He aprendido que las leyes comparten en comun losobjetos.

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  3. Las leyes de newton nos ayudan a comprender las siguientes experiencias: 1) Que un objeto lanzado en el espacio, donde la gravedad no es ejercida, este objeto se ira con una velocidad constante y no se detendrá, si en este no se ejerce una fuerza externa. 2) Que si sobre un objeto se ejerce una fuerza, esta se moverá en dirección en la que fue ejercida la fuerza, y que si se ejerce una doble fuerza, el objeto se moverá a una doble velocidad en la misma dirección en que fue ejercida la fuerza 3) Que al ejercer una fuerza sobre un objeto, también se manifestara una fuerza contraria igual a la que fue ejercida, tratando de evitar el movimiento del objeto. Estas leyes me ayudan a tener una comprensión de mis experiencias diarias sobre movimientos de objetos, y me preparan para poder entender conocimientos mas profundos con respecto a las leyes físicas.

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  4. jilmer pertuz peres said

    Susy tiene un peso aproximado de 450 N ¿Cuál es su masa?
    Datos:
    P= 420 N
    G= 10m/s2
    Formulas: P= m . g M= P/g = 450 N/ 10m/s2 M= 450 kg . m/s2 / 10m/s2= 45kg

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  5. Hanner Cantillo said

    Profe, aprendi mucho en estos temas ya que aprendi lo que es las leyes de newton, tipos de fuerzas: de friccion, gravitacional, electromagnetica, etc. Pero sobre todo en la primera ley de newton que dice que todo cuerpo preserva en su estado de reposo o movimiento uniforme o rectilineo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre el.

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  6. nixmat said

    En el problema de resuelto por Angie Calderón, existe un error, espero que algún estudiante me diga por este medio, dónde está el error y lo corrija.

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  7. yurleidys sanchez torrez 10-01 said

    PROFE; me aprecio muy importante estos temas
    de la primera actividad de las leyes del movimiento aprendí lo que estudia la dinámica sus variaciones,que es la fuerza sus instrumentos,como se mide y que atrae,tan bien aprendí a diferenciar cuando un cuerpo se le aplica una fuerza y cuando no lo necesita
    de las leyes de newton aprendí que la INERCIA (primera ley de newton) estudia qe un cuerpo solo podria mantenerse en movimiento cuando exista una fuerza que lo atrae eso me parecio muy importante al igual que todos los videos que muestra la primera ley, de la segunda ley aprendi que cualquiera variacion de movimiento es proporcional de la fuerza que produce de la tercera (ACCION Y REACCION ) al igual que la tercera y sus videos tanbien da mucho para aprender,
    aprendi que cuando un cuerpo se le aplica una fuerza asi como se puede mover tanbien puede ejercer una fuerza hacia el otro ,una cosa que me parecio muy importante fueron los laboratorios y videos,me parecieron excelentes porque saben explicar las leyes de newto, con cada una de las imagens que se mostraban

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  8. jamer bayona said

    1. Susy tiene un peso aproximado de 450 N ¿Cuál es su masa?

    Datos:
    P= 420 N G= 10m/s2
    Formulas: P= m . g M= P/g = 450 N/ 10m/s2
    M= 450 kg . m/s2 / 10m/s2= 45kg

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  9. nixmat said

    Hoy un estudiante, me propuso que le diera una nota a el primer alumno que resolviera un problema de los 16 que están en Dinámica. Atendiendo su sugerencia, propongo darle una nota por cada ejercicio resulto correctamente, que manden a través del comentario. No se vale resolver más de dos problemas por estudiante.

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    • nixmat said

      Aclaro, la nota es para el primero que resuelva correctamente el problema.

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  10. Luis Alejandro Osorio Gane 10-01 said

    hola , hoy e aprendido mas a detalle las 3 leyes de newton ,la inercia es la tendencia de un objeto o cuerpo de quedarse en reposo esto se debe a la masa entre mas masa mayor es la inercia
    principio fundamental de la dinámica si sobre un objeto o cuerpo se aplica una fuerza este tiende a moverse en la dirección que se aplica la fuerza dependiendo de la masa del objeto que se golpee es mayor o menor la velocidad con la que el objeto valla
    principio de acción y reacción es la fuerza contraria a la que se le aplica a un objeto en reposo esto se debe al rose esto es lo que permite que un balón se detenga sin necesidad de un objeto en frente ya que el rose aplica una fuerza si esto no fuese así el balón u objeto seguiría con la velocidad constante asta golpear un objeto
    bueno esto es lo que aprendí hoy y me e dado cuenta de que es una herramienta muy útil ya que al momento de dar clases tengo una idea de que me explicaran y podre aclarar cualquier duda sin muchos enredos

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    • Bleidys lopez 10 01 said

      las preguntas del 1 al 8 estan respondidas asi :aristoteles ,galileo galilei tenian una idea semejante ,con respecto al movimiento de un cuerpo , ellos decian que un cuerpo para que se moviese deberia ejercer sobre ellos una fuerza que los aldria mover .newton decia lo mismo pero ademas newton nos habla de un movimiento rectilineo uniforme y que esa fuerza no cambie su estado .2 pregunta :las fuerzas deben ser iguales para que el avion se mantenga en el aire .3 pregunta en estos casos se esta empleando dos leyes la ley de la inercia y la ley de la accion y reaccion .4 pregunta esta fuerza esta en equilibrio tanto el peso del paracaidista como el aire que lo sostiene 5 pregunta :en la tierra seria mas dificil levantarlo por la gravedad ( peso ) en la luna seria facil ya que el satelite carece de atmofera y gravedad 6 pregunta la diferencia es que el paracaidistaal inicio viene en caida libre por efecto del peso al abrir el peracaidas las fuerzas se nivelan.7pregunta la pareja que se relaciona con esta ley es la e .que es cuando un jugador de beisbol golpea una pelota lanzada por otro jugador .y la c cuando un hombre tira de un resorte .8pregunta la fuerza que ejerce el insecto sobre el parabrisas es menor que el del parabrisas ya que el parabrisas viene con una fuerza impulzada por el motor del vehiculo.con respecto a la desaceleracional momento del impacto con el insecto esta no existe ya que el autobusviene con mayor fuerza .de mi parte eso fue todo un saludo a mi profesor que con su ayuda nos brinda un conocimiento mas en esta materia muy importante como es la fisica y a mis compañeros a ponerlas en practica saludos

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