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lunes, 30 de enero de 2017

SABÍAS QUE... Los cuerpos no tienen fuerza

6:54  2-CCNN, Las Fuerzas, SABIAS QUE  No comments

Las fuerzas sobre un cuerpo siempre las hacen otros cuerpos. Los cuerpos tienen propiedades como son masa, volumen, dureza, etc., sin embargo, no tienen fuerza. Pueden recibirla o hacerla, pero no poseerla.

Cuando decimos que los cuerpos pesan es porque se está haciendo una fuerza sobre ellos hacia abajo. La que ejerce esa fuerza es la Tierra. Esta fuerza es la responsable de la  aceleración de los cuerpos cuando caen libremente. Si estuviésemos solos en el espacio nada tiraría de nosotros, no nos caeríamos hacia abajo, no pesaríamos.




Por ejemplo si lanzamos una manzana hacia arriba:
Para lanzarla, alguien debe hacer una fuerza mayor  que su peso, la fuerza que se ejerce es hacia arriba, de esta manera consigue acelerarla hacia arriba (la fuerza la hace quien la lanzó).

Mientras sube, la manzana  "no guarda" la fuerza que le hacemos. Sólo actúa su peso, que tira de ella hacia abajo y la va frenando hasta pararla. Cuando baja, el peso acelera a la piedra y hace que vaya ganando velocidad. El peso (P) es una fuerza ejercida por la Tierra. Su relación con la  masa es


P/m = 9,8 N/kg




Conclusión: cuando soltamos la manzana, la fuerza de gravedad comienza a frenarla. Por eso la manzana va perdiendo velocidad hasta que se detiene en el punto más alto. Después de eso la gravedad hace que comience a moverse hacia abajo y su velocidad comienza a aumentar hasta que llega al suelo.


Los cuerpos no tienen fuerza, pero pueden recibirla y ejercerla sobre otros cuerpos.


El jarrón no cambia su velocidad  (v= 0). Su peso se compensa con la fuerza  (F=P)  que hace la mesa sobre él. (F la ejerce la mesa y P la hace la Tierra)

Cuando los objetos están en contacto con una superficie, el peso del objeto ejerce una fuerza hacia abajo. Pero la superficie también ejerce una fuerza, esta fuerza está orientada hacia arriba y se denomina fuerza normal (N). En el ejemplo la lámpara ejerce una fuerza hacia abajo representado por el peso de ella. La mesa ejerce una fuerza normal sobre el objeto (la lámpara).

La fuerza normal es siempre perpendicular a la superficie sobre la cual se encuentra un cuerpo y es una reacción a la fuerza que el peso del objeto ejerce sobre ella.

La intensidad  de la fuerza normal es máxima cuando la superficie de apoyo es horizontal y disminuye a medida que la superficie se inclina.


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domingo, 29 de enero de 2017

Las FUERZAS en la NATURALEZA

8:18  2-CCNN, Las Fuerzas  No comments


En el universo existen distintas fuerzas estudiándolas podemos comprender el origen y evolución del universo. Veremos la fuerza gravitatoria, la fuerza eléctrica y la fuerza magnética.

El universo surgió partir del Big Bang, una gran explosión de la que salió impulsada la materia a gran velocidad y a una enorme temperatura. Los choques produjeron la concentración de materia y a medida que descendía la temperatura, se fueron formando las primeras estrellas y galaxias, que más tarde formaron las galaxias, los cúmulos y supercúmulos de galaxias


Debido a las gigantescas distancias del universo, para medir la distancia entre los astros, utilizamos dos unidades: la unidad astronómica y el año luz.


FUERZAS GRAVITATORIAS

Isaac Newton descubrió el movimiento de los cuerpos celestes y llegó a la conclusión de que fuerza gravitatoria es la que atrae a un cuerpo y lo hace caer hacia la superficie, también hace girar a la Luna alrededor de la Tierra y a la Tierra alrededor del Sol, se comportan conforme a la Ley de Gravitación Universal. 

La fuerza de gravedad es la causa del orden del universo. Debemos saber la diferencia entre masa y peso


FUERZA ELÉCTRICA

Fue Tales de Mileto, filósofo griego, quién descubrió los fenómenos electrostáticos, observó que la lana de oveja atraía objetos ligeros (pluma de ave) después de frotarla con ámbar.

La causa de la atracción o repulsión es debida a la carga eléctrica: es una propiedad de la materia relacionada con la proporción que existe entre los protones y electrones de sus átomos. Hay dos tipos de carga:
-Carga eléctrica positiva: se produce cuando los átomos pierden electrones
-Carga eléctrica negativa: se produce cuando los átomos ganan electrones.
Cuandos los átomos tienen el mismo número de electrones que de protones se dice que es neutra.




FUERZA MAGNÉTICA

Una de las fuerzas que mejor conocemos y también a las que más habituados estamos, esta se da a través de partículas que se encuentran cargadas eléctricamente. Aquí, sin embargo, podemos tener una fuerza de atracción (partículas de diferente carga) o una fuerza de repulsión (misma carga). En el pasado se consideraba a la fuerza eléctrica y magnética como fuerzas distintas, pero James Clerk Maxwell las unificó en 1864, en su llamada ecuación de Maxwell



Repasamos el concepto de ÁTOMO



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lunes, 23 de enero de 2017

GRÁFICAS DEL MOVIMIENTO

13:15  2-CCNN, Actividades, Movimiento  No comments

Las gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo sirven para representar la posición que ocupa un móvil respecto a un sistema de referencia. También se utilizan para representar su velocidad a lo largo del tiempo.



-Gráfica posición-tiempo

Si el movimiento es uniforme, la gráfica s-t es una recta ya que en tiempos iguales se producen desplazamientos iguales. Comprueba en el simulador de la siguiente página la recta de la gráfica que representa la velocidad.


Si el movimiento es acelerado, la gráfica s-t es una curva ya que en tiempos iguales se producen desplazamientos diferentes. En el siguiente simulador puedes comprobar que la aceleración representa el ritmo con que varía la velocidad.



Como ves, la forma de la gráfica posición-tiempo para estos dos tipos de movimientos básicos revela una importante información:
  • Si la velocidad es constante, la representación gráfica es una línea recta.
  • Si la velocidad es variable, la representación gráfica es una línea curva.
  • Si la velocidad es positiva,la línea es ascendente.
  • Si la velocidad es negativa, la línea es descendente.

Gráfica velocidad-tiempo
Indica la velocidad del móvil en cada instante



La velocidad v, no varía con el tiempo t








La velocidad v, aumenta uniformemente según transcurre el tiempo t







Puedes profundizar el estudio de las gráficas pinchando aquí



Actividad interactiva







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sábado, 7 de enero de 2017

Las 3 LEYES de NEWTON

11:30  2-CCNN, Las Fuerzas  1 comment


 

 La cinemática describe el movimiento de los cuerpos usando conceptos como "sistema de referencia", "posición", "velocidad", "aceleración" etc;. Es decir, la cinemática estudia el movimiento de una forma cuantitativa, pero no se preocupa de las causas que lo producen.


          

Así como la cinemática está ligada al nombre de Galileo, la dinámica lo está al de Newton, quien, curiosamente, nació en el mismo año que murió Galileo (1.642).

 

 La dinámica permite responder a preguntas como:¿Por qué un cuerpo tiene un determinado movimiento?¿Cómo podemos modificar la velocidad de un cuerpo?, etc. Para ello es necesario introducir nuevos conceptos como masa o fuerza.




La dinámica newtoniana se resume en tres leyes  o principios acerca del movimiento, recogidos en su obra Principia Mathematica Philosophiae Naturalis

Ejemplos de interacciones y fuerzas


Leyes de Newton

1ª ley o 
Principio de Inercia
Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.
2ª ley o 
Principio Fundamental de la Dinámica
La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.
3ª ley o 
Principio de Acción-Reacción
Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

1ª Ley de Newton o Principio de Inercia

Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o todas las que actúan se anulan entre sí dando una resultante nula, entonces el cuerpo no variará su velocidad. Esto significa que, si está en reposo seguirá en reposo y si se mueve lo seguirá haciendo a la misma velocidad.

La primera Ley nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

2ª Ley de Newton o Principio fundamental de la Dinámica

Si sobre un cuerpo actúa una fuerza, dicho cuerpo modificará su velocidad, es decir, adquirirá una aceleración. Dicha fuerza y su aceleración generada son proporcionales y están relacionadas con la formula:


\boxed{F = m \times{a}} \begin{cases}F=Fuerza (N) \\ m=masa (kg) \\ a=aceleracion (m/s^2)   \end{cases}

se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo.


Tanto la fuerza como la aceleración son
magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido.

3ª Ley de Newton o Principio de acción y reacción

Si un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza (que podemos llamar acción), el otro ejerce sobre éste otra fuerza igual pero en sentido contrario (llamada de reacción).

 La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo.


Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta.






Repasa lo aprendido:

-Dinámica en Libros Vivos (SM)

-Animación: "Leyes de la Dinámica"

-Laboratorio Virtual de Dinámica

-Laboratorio Virtual de Rozamiento

-Explicación interactiva






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jueves, 5 de enero de 2017

LEY DE GRAVITACIÓN UNIVERSAL

20:14  2-CCNN, Las Fuerzas  No comments



La teoría de la gravedad fue propuesta por Isaac Newton. La historia dice que cuando Newton estaba sentado en su jardín, observó que una manzana caía de un árbol. 

A partir de ahí, formuló la hipótesis de que la manzana había caído porque una fuerza la atraía hacia la Tierra. 

De este modo, desarrolló su famosa teoría de la gravitación, según la cual la fuerza de la gravedad actúa sobre todas las cosas: las personas, los objetos, la Luna, etc…

 Por ejemplo, haciendo que la Tierra atraiga hacia ella a todo; de ahí que no caigamos .


.


Ley de la Gravedad de Isaac Newton: 
La fuerza con que se atraen dos cuerpos de masas M y m es directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que les separa.

Expresado matemáticamente:
Donde M y m son las masas de los cuerpos, r es la distancia que les separa y G la constante de gravitación universal que vale: 6,67392×10 -11 m3/s2kg


Características de la fuerza de la gravedad:
-Es una fuerza a distancia, para que exista la fuerza, no es necesario que estén en contacto

-Es una fuerza atractiva: dos cuerpos se atraen solo por el hecho de tener masa

-Es una fuerza muy débil: solamente se aprecia cuando al menos uno de los cuerpos tiene una masa muy grande.

-Depende de la masa de los cuerpos, cuanto mayor es la masa de los cuerpos la fuerza resulta mayor (es directamente proporcional al producto de las masas de los cuerpos).

-Depende de la distancia entre los cuerpos, la fuerza será menor cuanto más alejados están los cuerpos entre sí (es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los cuerpos).

-Afecta a todos los cuerpos del universo.

Es importante evitar la confusión entre peso y masa. Ordinariamente decimos que «pesamos» un cuerpo cuando en realidad averiguamos su masa.



LA CAUSA DEL ORDEN DEL UNIVERSO ES AL FUERZA DE LA GRAVEDAD


La fuerza de la gravedad es la responsable de que los cuerpos caigan hacia la superficie terrestre y también sirve para explicar el movimiento de los cuerpos celestes. Fue la gravedad lo que hizo que la materia se agrupase formando los astros, los cúmulos y supercúmulos de galaxias



La dinámica es la parte de la física que estudia la relación entre las fuerzas y el movimiento de los cuerpos.  Isaac Newton enunció las leyes que aún son la referencia.


La fuerza gravitatoria terrestre es un ejemplo de especial interés ya que notamos sus
efectos continuamente y nos permite entender la diferencia entre dos conceptos muy diferentes
que no suelen distinguirse en el lenguaje cotidiano y sí se hace en física: MASA y PESO.



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Sabías que: LA MASA Y EL PESO SON DIFERENTES

16:32  2-CCNN, Las Fuerzas, SABIAS QUE  No comments


La masa (m) y el peso (P) se confunden en el lenguaje cotidiano pero son MAGNITUDES FÍSICAS DIFERENTES y están relacionadas entre sí por la expresión:




Características de la PESO
Características de la MASA
-Es la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo (ocasiona la caída de los cuerpos)
-Es la cantidad de materia que tiene un cuerpo
-Es una magnitud vectorial
-Es una magnitud escalar
-El instrumento de medida es el dinamómetro
-El instrumento de medida es la balanza
-Es una magnitud derivada
-Es una magnitud básica
-Su valor es variable, depende de la gravedad del lugar donde se mide.
-Su valor es invariable, no cambia en función del lugar del universo dónde se encuentre el cuerpo.
-Su unidad de medida es el Newton (N)
-Su unidad de medida es el kilogramo (kg)

Aunque en el uso cotidiano el peso y la masa a menudo se confunden y se emplean indistintamente, en el ámbito de la física ambas magnitudes se diferencian claramente, ya que corresponden a propiedades distintas.

La masa (m) es la cantidad de materia de un cuerpo y el peso (P) es el efecto de la gravedad sobre esa materia.

Ambas magnitudes, masa y peso, son directamente proporcionales y están relacionadas por la siguiente ecuación:    
P = m • g 
P = peso, en Newton (N)
m = masa, en kilogramos (kg)
g = constante gravitacional, que es 9,8 en la Tierra (m/s2)

Esta relación permite calcular una de las magnitudes conociendo la otra, siempre y cuando conozcamos la intensidad del campo gravitatorio o gravedad (g).


Por ejemplo, veamos la diferencia de peso de un mismo cuerpo en la Tierra y en la Luna:


En la Tierra, dado que la intensidad del campo gravitatorio es 9,8 m/s2, el peso correspondiente a un cuerpo cuya masa sea 80 kg es:
En la Luna en cambio, donde la intensidad del campo gravitatorio es 1,6 m/s2, el peso correspondiente a ese mismo cuerpo de 80 kg de masa es:

Masa del cuerpo = 80 kg
Gravedad en la Tierra = 9,8 m/s2
Peso en la Tierra = 784 N
      P= m x g =  80 x 9,8 = 784 N


Masa del cuerpo = 80 kg
Gravedad en la Luna = 1,6 m/s2
Peso en la Luna = 129.6 N
      P= m x g =  80 x 1,6 = 128 N






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