"Nada vale la ciencia si no se convierte en conciencia". Carlo Dossi

FÍSICA 10

MAGNITUDES FÍSICAS

Como dijo alguna vez Paul Hewitt, “la prueba de todo conocimiento es el experimento” y es por este motivo que la Física siempre busca obtener información cualitativa (cualidades o características) y cuantitativa (datos numéricos) de los fenómenos naturales por medio de las medidas y las observaciones. Debido a lo anterior, las magnitudes son esenciales para la física ya que por medio de ellas es posible medir con precisión las propiedades fundamentales de los sistemas físicos.

A continuación, encontrarás en el siguiente link el taller sobre magnitudes físicas que te permitirá profundizar un poco más en este tema:

Taller Magnitudes físicas (CLICK AQUÍ)

MOVIMIENTO

¿Cómo describir los datos ubicación de objetos? Para ello es necesario hacer una descripción desde la relación de nuestra posición, es decir, la ventana está detrás de mí; a mi derecha está el escritorio; la lámpara cuelga del techo y sobre el centro del escritorio, etc. El movimiento, es el cambio de posición de los cuerpos: es decir las personas se mueven por las calles, los automóviles, también… entonces, cuando un cuerpo se mueve, cambia de posición respecto de un punto o marco de referencia.

El movimiento se define como el cambio de posición de un cuerpo con el paso del tiempo y en él hay que tener en cuenta tres ideas básicas: el cambio, la posición y el tiempo.

¿Cuándo un cuerpo se mueve? Cuando cambia de posición… En primer lugar debemos tener un lugar, un punto de referencia para apreciar si el cuerpo, efectivamente, cambia de posición.

Si viajamos al interior de un auto, por ejemplo, y tomamos como referencia el interior del vehículo, las personas están en estado de reposo: no se mueven. Pero si consideramos los objetos fijos del exterior del vehículo, los árboles, postes, edificios… las personas del automóvil, y también el automóvil, se mueven. Esto significa, que para describir la posición de un objeto según el tiempo que transcurre debemos tener un sistema de referencia.

M.R.U. Y M.U.A.

Dos de las consecuencias más importantes de las leyes de Newton sobreel movimiento de los cuerpos son el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) y el movimiento uniformemente acelerado (M.U.A.), los cuales se relacionan con la primera y la segunda ley de Newton respectivamente. Este tipo de movimientos es posible estudiarlos a partir de una serie de experiencias de laboratorio sencillas, que podemos realizar con materiales de bajo costo; para ello descarga la guía de laboratorio a través del siguiente link, léela muy bien y en grupos de 4 personas lleva los materiales que allí se encuentran para la fecha acordada.

Laboratorio MRU – MUA (CLICK AQUÍ)

Luego de realizar la experiencia trabajaremos el siguiente taller, con el fin de profundizar en este tema:

Taller MRU – MUA (CLICK AQUÍ)

UN POCO MÁS SOBRE LAS LEYES DE NEWTON

A continuación encontrarás unos videos de la ESA en colaboración con la ISS, donde se ilustran, a partir de algunas experiencias, las Leyes de Newton:

Puedes contestar el webquest sobre el video que acabaste de ver a través del siguiente botón:

LAS LEYES DE NEWTON

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Estas leyes revolucionaron los conceptos básicos de la Física y del movimiento de los cuerpos en el universo. Así, las podemos enunciar de la siguiente forma:

  1. Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos de que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre él.
  2. La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, tiene la dirección de la fuerza neta y es inversamente proporcional a la masa del objeto.
  3. Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.

Descarga la guía de laboratorio para anlizar las 3 leyes de Newton mediante una serie de experiencias sencillas y lleva los materiales que allí aparacen, en la fecha acordada:

Laboratorio Leyes de Newton (CLICK AQUÍ)

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME (M.C.U)

Un cuerpo describe un movimiento circular uniforme cuando su trayectoria es una circunferencia y el módulo de su velocidad es constante.

Ejemplo:

  • Todos los puntos de un CD en movimiento describen un movimiento circular uniforme
  • Una bailarina apoya su cuerpo en un punto de apoyo sobre el piso, balanceando el peso de modo que haya un equilibrio, logrando así un movimiento circular uniforme sobre su mismo eje; 2.4 m/s es la velocidad que puede alcanzar como mínimo y  5 m/s como máximo si sostiene un balance.
  • La Tierra completa una revolución alrededor del Sol cada año, mientras que gira en torno a su eje polar una vez al día.

A continuación encontrarás el link para acceder al webquest sobre MCU, el cual funcionará como plan de mejoramiento:

PRIMERA LEY DE NEWTON: LEY DE INERCIA

Gracias al trabajo de Galileo Galilei y que luego fue concretado con las leyes de Newton para el movimiento de los cuerpos, hoy en día sabemos que en ausencia de una fuerza, un objeto en movimiento continuará moviéndose y uno reposo continuará en reposo. A esta resistencia que ofrecen los cuerpos al cambio de movimiento fue lo que Galileo denominó como inercia . A partir de esta idea, Isaac Newton formuló su primera ley la cual afirma lo siguiente:

Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúen sobre el.

Para entender un poco mejor qué significa esta ley para el análisis de los movimientos de los cuerpos, descarga la siguiente lectura, léela completa y responde las preguntas que se encuentran al final, para socializarlas luego en clase:

Taller inercia (CLICK AQUÍ)

M.U.A. Y CAÍDA LIBRE

Sabemos que el Movimiento Uniformemente Acelerado es el tipo de movimiento que describen los cuerpos cuando su velocidad cambia con aceleración constante, es decir, aquí tanto la posición como la velocidad cambian, mientras que la aceleración permanece igual en el tiempo. Esto se debe a que sobre el cuerpo actúa una fuerza neta constante que le permite acelerar o desacelerar. No obstante, este movimiento no sólo se presenta en dirección horizontal sino que también lo podemos apreciar en dirección vertical, cuando los cuerpos caen libremente, debido a la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre ellos. Así pues, para empezar a aclarar algunas cosas sobre este fenómeno, observa los siguientes videos y responde el webquest que se encuentra al final:

Haciendo click en el siguiente botón puedes acceder al webquest sobre el MUA y los videos que acabas de ver:

CAÍDA LIBRE Y LANZAMIENTO VERTICAL

Como el movimiento de caída libre es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA), sus ecuaciones son idénticas. Lo único que se debe cambiar es el valor de la aceleración que siempre va a ser g y en lugar de considerar el desplazamiento en x lo haremos en y.

Como el desplazamiento ocurre sobre el eje y, y las velocidades (inicial y final) y la aceleración g son magnitudes de caracter vectorial, se debe hacer un convenio para el empleo de los signos. El más sencillo es el siguiente: vectores que van dirigidos hacia arriba son positivos y vectores dirigidos hacia abajo son negativos.

Características de Caída Libre:

  • Trayectoria recta vertical
  • Es un movimineto uniformemente acelerado
  • Todos los cuerpos caen con la misma aceleración (en el vacío)
  •  La velocidad inicial es cero
  • Aceleración de la gravedad g=9.8m/s2

 Características del lanzamiento vertical:

  • Trayectoria recta vertical
  • Puede ser hacia arriba o hacia abajo
  • Hacia arriba: uniformemente desacelerado; en su máxima altura la velocidad es cero
  • Hacia abajo: uniformemente acelerado
  • V0 diferente de cero
  • Aceleración de la gravedad

A continuación puedes analizar algunos videos donde se evidencia el lanzamiento vertical y la caída libre:

CORRIENDO A LO LARGO DE UNA RECTA

En el link que encuentras a continuación podrás descargar el documento con las indicaciones para la experiencia de aula que se realizará en torno a las pruebas de velocidad.

Laboratorio Prueba de velocidad (CLICK AQUÍ)

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME

El movimiento es uno de los fenómenos físicos más estudiados desde hace unos 2000 años, cuando en la antigua Grecia los filosofos debatían qué era el movimiento y lo asociban a prácticamente todos los fenómenos de cambio presentes en los cuerpos como el crecimiento, la degradación, la muerte, etc. Sin embargo, hoy en día consideramos el movimiento como el cambio de posición de un objeto, relativo a un marco y a un sistema de referencia. El movimiento puede ser de diferentes tipos, pero uno de los que causa mayor interés, sobretodo por la gran dificultad en realizarlo, es el Movimiento Rectilíneo Uniforme, en donde los cuerpos siguen una trayectora en línea recta a una velocidad constante.

Para afianzar algunos conceptos referentes a este movimiento, a continuación encontrarás un webquest en donde pondrás a prueba lo que has visto durante las clases acerca de este movimiento:

SISTEMAS Y MARCOS DE REFERENCIA

Puesto que el movimiento de los cuerpos es relativo, debemos tener claro qué es un marco de referencia y qué es un sistema de referencia, por eso pueden ver la siguiente presentación para despejar algunas dudas sobre este tema.

MOVIMIENTO PARABÓLICO

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.

Puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos: un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.

A continuación encontrarás el taller que te ayudará a entender mejor este tema!!

Taller Mov. parabolico (CLICK AQUÍ)

El alcance máximo de un proyectil, o cualquier objeto que describe un movimiento parabólico, es logrado con un ángulo de 45 grados. El siguiente video recrea mejor lo anteriormente mencionado!

LABORATORIO M.U.A.

😀

M.R.U. Y M.U.A.

Dos de las consecuencias más importantes de las leyes de Newton sobreel movimiento de los cuerpos son el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) y el movimiento uniformemente acelerado (M.U.A.), los cuales se relacionan con la primera y la segunda ley de Newton respectivamente. Este tipo de movimientos es posible estudiarlos a partir de una serie de experiencias de laboratorio sencillas, que podemos realizar con materiales de bajo costo; para ello descarga la guía de laboratorio a través del siguiente link, léela muy bien y en grupos de 4 personas lleva los materiales que allí se encuentran para la fecha acordada.

Laboratorio MRU – MUA (CLICK AQUÍ)

Luego de realizar la experiencia trabajaremos el siguiente taller, con el fin de profundizar en este tema:

Taller MRU – MUA (CLICK AQUÍ)

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