GUÍA 1: FUERZA Y MOVIMIENTO
MAGNITUDES
Un vector es una recta con un significado muy especial y representada por una flechita bonita. Su significado comprende tres características fundamentales: dirección, como por ejemplo el norte, el sur, este y oeste; o vertical, horizontal y diagonal. La dirección se representa con la posición que tiene la flecha. La segunda característica es el sentido y se representa con la punta de la fecha, y te muestra el lugar al que te diriges caminado. Es decir, puedes estar en la dirección norte-sur pero vas a caminar hacia el sur, entonces el sentido de tu movimiento es sur. Por último, la tercera característica es el módulo o magnitud, que es como la edad del vector, o sea, el número.
Por otro lado, está la magnitud escalar que es como lo contrario a un vector. Si este último contiene tres elementos principales, el escalar tiene solo una característica: la magnitud. El escalar tiene el mismo valor para todos los observadores, en todas direcciones y sentidos, como por ejemplo, la masa. Si te fijas, una persona tiene la misma masa aquí, en China, África e incluso en otro planeta, si Dios lo pelmite.
Diferencia entre la trayectoria y el desplazamiento
Todos los caminos llevan a Roma... aunque por ahora no es recomendable ir, si se sabe que se puede llegar a un determinado lugar por
distintos caminos. Lo importante siempre es tomar el más corto para llegar antes para que tú crush no se aburra de esperar. La siguiente imagen muestra que desde donde inicias tu camino (posición inicial llamado ) hasta donde llegas (posición final ) se forma una distancia recorrida que corresponde a trayectoria que realizas al caminar. Sin embargo, por mucho que te hayas dado vueltas, el desplazamiento que realizaste fue más pequeño en términos de distancias (lo que mide). Entonces, el desplazamiento puede ser igual o menor que la trayectoria.
El desplazamiento es una magnitud vectorial, que tiene dirección y sentido. En el caso de la imagen anterior y la como la puedes ver en el papel, la dirección del vector es
UNIDAD LA FUERZA
OA 09 –10
ASIGNATURA FÍSICA
HABILIDADES Planificar y conducir una investigación - Comunicar - Evaluar CONCEPTOS CLAVE Vectores escalares - desplazamiento - distancia - aceleración - fuerza - masa
xo xf
Diferencia entre rapidez y velocidad
Muchas veces ocupamos estas dos palabras como sinónimos, y la verdad es que para el común de nuestra lengua no está mal. Sin embargo, es hora de comprender el significado de cada una por separado.
Rapidez ( ): es una cantidad escalar, o sea, solo importa cuánto vale o su número y
depende únicamente de la distancia que recorriste y en cuánto tiempo lo hiciste. Matemáticamente se representa a la rapidez como
Velocidad ( ): es una cantidad vectorial, porque tiene dirección, sentido y además un
módulo o magnitud igual a un número determinado. En otras palabras, puedes decir que la rapidez es la magnitud de la velocidad. Matemáticamente se representa a la velocidad como
ACTIVIDAD 1
Actividad experimental: Ocuparás las ideas anteriores para aplicarlas al movimiento
vertical llamado caída libre.
Materiales
Un objeto pequeño como goma de borrar, esferas de papel o piedra pequeña, cronómetro digital (puede ser del celular) y huincha de medir o regla.
Procedimiento
1. Elige un lugar en altura, puede ser segundo piso o tu misma altura.
2. Mide la altura que escogiste con la huincha de medir o una regla (puedes medirlo con una lana y luego mides está con la regla).
3. Suelta el objeto desde la altura elegida y toma el tiempo de caída con el cronómetro.
4. Repite el paso 3 unas diez veces y registra los datos en la siguiente tabla.
v
v = distancia recorrida tiempo transcurrido
⃗v
⃗v = despalazamientotiempo transcurrido
Altura escogida: ____ metros Tiempo de caída (en segundos) Lanzamiento 1 Lanzamiento 2 Lanzamiento 3 Lanzamiento 4 Lanzamiento 5 Lanzamiento 6 Lanzamiento 7 Lanzamiento 8 Lanzamiento 9 Rapidez obtenida v = d t
Análisis
¿Todos los lanzamientos tuvieron el mismo tiempo de caída? Explica.
_____________________________________________________________________________________________________________________ ¿Cuál es la velocidad del lanzamiento 3? Escribe sus características.
_____________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué crees que es lo más importante de esta experiencia?
_____________________________________________________________________________________________________________________
Algunos tips o información que te puede ayudar!
FUERZA
La actividad anterior corresponde a la cinemática. Ahí se estudió el movimiento pero sin indagar en cuáles son sus causas. Desde esta sección se procurará contestar preguntas como: ¿qué es lo que produce el movimiento?, ¿es necesario algo específico para que se mantenga?, ¿cuáles son las variaciones observadas en un movimiento?
¿Qué es una fuerza?
Para que exista una fuerza se necesita la interacción de al menos dos cuerpos. Una fuerza es la acción mutua entre dos objetos y no es una propiedad de ellos. Por esta razón, no es posible afirmar que algo o alguien posee fuerza. Algunos de los efectos visibles de una fuerza son los cambios en la forma y/o en el estado de movimiento de un cuerpo. Es decir, una fuerza puede deformar a un cuerpo u objeto, y además, moverlo o dejarlo en reposo (quieto).
Las fuerzas de nuestro entorno
La fuerza peso o fuerza de atracción gravitacional es aquella que ejerce la Tierra sobre los cuerpos que están en su cercanía. La fuerza peso ejercida sobre un cuerpo de masa m se determina mediante el siguiente modelo matemático.
Fuerza normal: al estar de pie, ¿qué fuerza impide que nos dirijamos al centro de la
Tierra? La respuesta es la fuerza normal (N). Ésta es ejercida de forma perpendicular por una superficie cada vez que un cuerpo se encuentra apoyado sobre ella.
Fuerza elástica: cuando se aplica una fuerza sobre un material elástico, este ejerce otra
en sentido contrario y de igual magnitud, y que tiende a restaurar su forma. Este tipo de fuerzas son denominadas fuerzas restauradoras o fuerzas elásticas.
Fuerza de roce: vez que deslizas un cuerpo sobre una superficie, se opone una fuerza
que se denomina fuerza de roce, de fricción o de rozamiento ( ). Existen varios tipos de fuerzas de roce, pero esta vez solo se estudiará la fuerza de roce por deslizamiento.
¿Qué características presenta una fuerza?
Las fuerzas presentan diferencias, ya sea porque son “grandes” o “pequeñas” o porque se aplican de una u otra manera. Es a partir de estas diferencias que se puede caracterizarlas, tal como se muestra en la siguiente imagen:
ACTIVIDAD 2
Investiga sobre los distintos tipos de fuerza que existen en la naturaleza y sigue el siguiente procedimiento:
A. Haz un dibujo para cada una indicando el vector de la fuerza.
B. Escribe o redacta un ejemplo cotidiano donde esté presente al menos dos tipos de fuerza mencionadas en este documento.
C. Explica con tus propias palabras las 3 leyes de Newton.
⃗
ACTIVIDAD 3 Responde las siguientes preguntas
1. El objetivo de estudio de la dinámica es saber A) cómo se mueven los objetos.
B) porqué se mueven los objetos.
C) cuales son los objetos. D) de dónde vienen los objetos. 2. Los cuerpos, objetos, personas, animales, etc.,
A) tienen fuerza. B) poseen fuerza.
C) les gusta la fuerza. D) aplican fuerza. 3. ¿Cuántos estados de movimiento existen?
A) Uno B) Dos
C) Tres D) Cuatro
4. La equivalencia de la unidad de medida de la fuerza en el sistema internacional es: A)
B)
C)
D)
5. La fuerza peso o fuerza de gravedad depende de A) la masa y aceleración.
B) la aceleración y masa en gramos.
C) la masa.
D) la masa y aceleración de gravedad. 6. Cuando se compra un kilo de pan, realmente se está
A) pesando. B) masando.
C) amasando. D) depende del pan. 7. La fuerza normal, además de la aceleración de gravedad, depende de A) una superficie.
B) una superficie horizontal.
C) una superficie inclinada. D) una superficie perpendicular. 8. ¿Qué sucede con la fuerza normal por debajo de una superficie horizontal? A) Depende del objeto
B) Solo apunta diagonalmente
C) Solo apunta horizontalmente D) Es igual a cero
9. No es un buen ejemplo de objetos que ejercen las fuerzas restauradoras: A) un resorte.
B) un elástico.
C) un chicle.
D) una cama elástica. 10. Para una persona que está caminando, la fuerza de roce apunta A) en sentido contrario al movimiento.
B) en el mismo sentido del movimiento.
C) diagonal al sentido del movimiento. D) paralela al sentido del movimiento.
¡Los siguientes videos te pueden ayudar!
Velocidad y rapidez: https://youtu.be/nY6pi9BER54 Tipos de fuerza: https://youtu.be/lu1xbBUErWE
k ⋅ cm s2 kg ⋅ cm s3 kg ⋅ m s2 k ⋅ m s2
