Lección 4D: Fuerza, masa y aceleración TEKS ¿Qué es la fuerza? IPC
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Nombre ___________________________ Clase ________ Fecha ___________ TEKS IPC Lección 4D TEKS 4D Evaluar la relación entre fuerza, masa y aceleración, teniendo en cuenta que la relación es independiente de la naturaleza de la fuerza, usando objetos como carritos dinámicos, juguetes en movimiento, vehículos y objetos en caída. Lección 4D: Fuerza, masa y aceleración ¿Qué es la fuerza? Una fuerza es la acción de empuje o de atracción que se ejerce sobre un objeto. Una fuerza puede mover un objeto en reposo o acelerar un objeto en movimiento al cambiar la velocidad del objeto, su dirección o ambas. La fuerza se mide en newtons (N). Un newton es la fuerza que hace que una masa de 1 kilogramo acelere a una tasa de 1 metro por segundo cada segundo (m/s2). Las fuerzas pueden combinarse. Las fuerzas que actúan en la misma dirección se suman. Las fuerzas que actúan en direcciones opuestas se restan una de la otra. La fuerza neta es la fuerza total que se ejerce sobre un objeto. ¿Cuál es la relación entre fuerza, masa y aceleración? Una fuerza que no está en equilibrio hace que la velocidad de un objeto cambie. En otras palabras, un objeto acelera si la fuerza neta ejercida sobre el objeto no es igual a cero. La fuerza no es el único factor que afecta a la aceleración de un objeto. La aceleración de un objeto también depende de su masa. La relación entre fuerza, masa y aceleración puede resumirse con la segunda ley del movimiento de Newton. Según la segunda ley del movimiento de Newton, la aceleración de un objeto es igual a la fuerza neta que se ejerce sobre él dividida entre la masa del objeto. Newton fue capaz de reunir estas ideas en una única fórmula. Aceleración = Fuerza neta Masa o a F m La aceleración de un objeto sigue la misma dirección que la fuerza neta. La fórmula puede ordenarse para indicar cuánta fuerza debe aplicarse a un objeto para que acelere a una cierta tasa. Fuerza neta = Masa × Aceleración o F = ma Por ejemplo, cuando lanzas una pelota, le aplicas una fuerza neta. Cuanto más fuerte lanzas la pelota, más acelera. Si duplicas la fuerza, la aceleración de la pelota también se duplica. De igual manera, si mantienes constante la cantidad de fuerza pero lanzas una pelota cuya masa sea la mitad, entonces la aceleración se duplicará. La naturaleza de la fuerza, o lo que causa la fuerza, no afecta la relación entre la fuerza, la masa y la aceleración. Solamente la magnitud de la fuerza y la masa de un objeto determinan la aceleración del objeto. Sin importar si eres tú quien lanza la pelota o lo hace una máquina, la pelota tendrá la misma aceleración si tanto tú como la máquina ejercen la misma magnitud de fuerza sobre la pelota. 1 TEKS Nombre ___________________________ Clase ________ Fecha ___________ IPC Lección 4D Comprobación de la lección 1. Identificar De acuerdo con la segunda ley del movimiento de Newton, la aceleración de un objeto depende de ______________________ del objeto y de ______________________ que actúa sobre él. 2. Definir ¿La siguiente oración es verdadera o falsa? La aceleración de un objeto siempre sigue la misma dirección que la fuerza neta que actúa sobre el objeto. ______________________ 3. Definir ¿La siguiente oración es verdadera o falsa? Si la misma fuerza actúa sobre dos objetos que tienen masas diferentes, la aceleración será mayor en el objeto que tiene mayor masa. ______________________ 4. Comentar Evalúa la relación entre fuerza, masa y aceleración. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 5. Evaluar Tres niños empujan una parva de heno a través de un campo. Un caballo aplica la misma magnitud de fuerza que los tres niños para empujar la parva de heno a través del campo. ¿Es mayor la aceleración del heno cuando el caballo aplica la fuerza que cuando los tres niños aplican la fuerza? Usa este ejemplo para explicar cómo la naturaleza de una fuerza afecta a la relación entre fuerza, masa y aceleración. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ 2