Documento 227182

Corporación de Desarrollo Social
Liceo Polivalente Arturo Alessandri Palma
Departamento de Física
Profesores:
Patricia Navarro, Miguel Castro, Christian Contreras
deptofisica.a12@gmail.com
Guía de Aprendizaje N° 4
NM2 COMÚN
Instrucciones:

Lea comprensivamente la guía, con el apoyo de tu cuaderno y libro de aquellos conceptos
que no recuerdas.

Sigue atentamente los pasos del ejercicio resuelto.

Resuelva ordenadamente los problemas planteados, verificando tu desarrollo con las
respuestas entregadas.

En caso de no coincidir con los resultados, revisa los procedimientos realizados.

Resuelve la evaluación y envíala a través del correo electrónico señalando, indicando:
Curso, nombre y profesor.
Fecha de Recepción:
Enviar por correo electrónico hasta las 14:00 horas del 25 de noviembre del 2011.
Mail:
SECTOR:
deptofisica.a12@gmail.com
FISICA COMÚN
Nivel/curso
NM2/ A,B,C,D,E,F,G y H
PROFESOR: MIGUEL CASTRO Y PATRICIA NAVARRO Plazo: 25 /11/2011, 14:00
HORAS
UNIDAD TEMÁTICA: DINÁMICA
CONTENIDO:
FUERZA Y MOVIMIENTO
APRENDIZAJES ESPERADOS: RECONOCEN EL CONCEPTO DE FUERZA Y LA
INFLUENCIA EN EL MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
DE FUERZA Y MOVIMIENTO
En ésta guía abordaremos conceptos relacionados con la DINAMICA la cual es una rama
de la Física que estudia el por qué de los movimientos.
Concepto de Fuerza
La fuerza es un concepto difícil de definir, pero muy conocido. Sin que nos digan lo que
es la fuerza podemos intuir su significado a través de la experiencia diaria.
Una fuerza es algo que cuando actúa sobre un cuerpo, de cierta masa, le provoca un
efecto.
Por ejemplo, al levantar pesas, al golpear una pelota con la cabeza o con el pie, al
empujar algún cuerpo sólido, al tirar una locomotora de los vagones, al realizar un
esfuerzo muscular al empujar algo, etcétera siempre hay un efecto.
El efecto de la aplicación de una fuerza sobre un objeto puede ser:
• Modificación del estado de movimiento en que se encuentra el objeto que la
recibe
• Modificación de su aspecto físico
También pueden ocurrir los dos efectos en forma simultánea. Como sucede, por ejemplo,
cuando alguien patea una lata de bebida: la lata puede adquirir movimiento y también
puede deformarse.
De todos los ejemplos citados podemos concluir que:
• La fuerza es un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro objeto. Esto
puede apreciarse en los siguientes ejemplos:
— un objeto empuja a otro (un hombre levanta pesas sobre su cabeza)
— un objeto atrae a otro (el Sol atrae a la Tierra)
Debe haber dos cuerpos: de acuerdo a lo anterior, para poder hablar de la existencia
de una fuerza, se debe suponer la presencia de dos cuerpos, ya que debe haber un
cuerpo que atrae y otro que es atraído, uno que impulsa y otro que es impulsado, uno
que empuja y otro que es empujado, etc.
Dicho de otra manera, si se observa que sobre un cuerpo actúa una fuerza, entonces se
puede decir que, en algún lugar, hay otro u otros cuerpos que constituyen el origen de
esa fuerza. La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección
Para representar la fuerza se emplean vectores por lo tanto posee módulo,
corresponde a su magnitud (cantidad numérica) y su dirección.
que
La fuerza se representa por una flecha y la letra F
→
F [N]
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N.
Resumiendo:
En física, fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de
movimiento de un cuerpo.
Las leyes del movimiento
Newton, el gran científico
Este físico y matemático Inglés (1642-1727) 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, base de la mecánica clásica, que profundizaremos
a continuación.
Primera Ley de Newton o Principio de Inercia
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 al movimiento de un cuerpo en estado de reposo, o de un cuerpo en
movimiento a la aceleración, al retardo en su desplazamiento o a un cambio de dirección
del mismo. (Para vencer la inercia debe aplicarse una fuerza)
Esto es lo que plantea la primera Ley de Newton o Ley de Inercia y también
llamado Primer Principio, que se enuncia así: “un cuerpo que se encuentra en
reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, mantendrá ese estado siempre
que la totalidad de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo sea 0”.
Ejemplo Cotidiano: 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.
Segunda ley de Newton o Principio de Masa
“Todos los objetos que en movimiento están variando continuamente su
velocidad, adquieren aceleración.”
El cambio de velocidad (aceleración o deceleración) de un cuerpo es producido por un
desequilibrio entre las fuerzas que actúan sobre él. Esta aceleración o deceleración del
objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el, es decir:


F  m  a  Kg  m / s
2
N
La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N.
Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de
masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea,
1 N = 1 Kg · 1 m/s2
Ejemplo 1:
1.- Calcular la aceleración que produce una fuerza de 80 Newton a un cuerpo cuya masa
es de 2 toneladas. Expresar el resultado en el SI.
Datos:
F = 80 N
m = 2 toneladas = 2000Kg
a=x
Aplicando
F
80N
Kg  m / s 2
F  ma a 
Luego a 
 0.04
 0.04m / s 2
2
m
2000Kg
m/s
Ejemplo 2:
Se empuja un ladrillo con una fuerza de 1,2 N y adquiere una aceleración de 3 m/s2,
¿Cuál es la masa del ladrillo?
Datos:
F = 1,2 N
a = 3 m/s2
m=x
Aplicando la segunda ley
F  ma m 
F
1.2N
Kg  m / s 2
Luego m 

0
.
04
 0.4kg
a
3m/s 2
m / s2
Tercera ley Newton o Principio de acción y reacción
La tercera Ley del Movimiento de Newton es el principio de acción y
reacción. Este postula que a cada acción corresponde una reacción igual y
contraria. Es decir, si un cuerpo A ejerce una acción sobre un cuerpo B, el
cuerpo B reacciona y ejerce una fuerza igual y contraria sobre el cuerpo A.
Ejemplo Cotidiano1:
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 sobre quien realiza la fuerza.
Ejemplo Cotidiano2:
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.
Aquí algunos link, que pueden aclarar algunas dudas
http://www.youtube.com/watch?v=UnpJmqPC8hU&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=5oIEL2IFL0E&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=MQvcDPLniro&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=3mA408mxwWw&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=uPWdinHysbg&feature=related
EJERCICIOS PROPUESTOS
1.- Calcular la aceleración que produce una fuerza de 50 Newton a un cuerpo cuya masa
es de 5000 gramos. Expresar el resultado en m/seg2.
(a = 10 m/seg2)
2.- Calcular la masa de un cuerpo si al recibir una fuerza de 100 Newton le produce una
aceleración de 200 cm/seg2. Exprese el resultado en kg.
(m = 50 kg)
.
3.- Determinar la fuerza que recibe un cuerpo de 30 kg, la cual le produce una
aceleración de 3 m/seg2.
(F = 90 Newton.)
4.- Una partícula de 3 kg parte del reposo y se mueve una distancia de 4 metros en 2
segundos. Bajo la acción de una fuerza constante única. Encuentre la magnitud de la
fuerza. Recuerde que
at 2
d
2
(F = 6 Newton.)
5.- Calcular la masa de un cuerpo que se encuentra sometido a una fuerza de 980 N y
cuya aceleración es de 9.8m/s2
(m = 100kg)
¿Ya resolviste los ejercicios?
Entonces, toma un breve descanso y luego continúa con la evaluación.
Ahora, realiza la siguiente evaluación y envíanos tu respuesta con el desarrollo respectivo, en
DOCUMENTO DE WORD 97 - 2003. Recuerda que cada paso debe estar debidamente
justificado. Te adjunto la pauta de evaluación para que sepas cómo se calificará tu trabajo.
ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN
Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo:
deptofisica.a12@gmail.com
Tus trabajos serán recibidos hasta el 25 noviembre del 2011,14:00 hrs
Toda consulta debe realizarse en la Parroquia Italiana.
Av. Bustamante 180, (metro P. Bustamante) de 10:10 a 11:20 horas.
No se responderán consultas por internet
EVALUACIÓN
Un cuerpo de masa de 4500gr se mueve con una aceleración de 500cm/s2.
¿Cuál es la fuerza aplicada sobre el cuerpo? Exprese el resultado en newton.
Categoría
4
3
2
1
El alumno
resuelve el
problema
anotando en
primer lugar los
datos
proporcionados
por el
enunciado,
relacionando
con la
expresión/expre
siones que
necesita utilizar
y aplicándolas
aunque comete
algún error.
El alumno no
resuelve el
problema
correctamente
pero anota los
datos
proporcionados y
relaciona con la
expresión/expres
iones a utilizar.
El alumno
no
resuelve
el
problema.
Razonamiento
del problema
El alumno
resuelve
correctamente el
problema
anotando en
primer lugar los
datos
proporcionados
por el enunciado,
relacionando con
la/s expresión/es
que necesita
utilizar y
aplicándolas
correctamente.