LAS FUERZAS
LAS FUERZAS
Y
Y
EL MOVIMIENTO
EL MOVIMIENTO
ÍNDICE
•
EL MOVIMIENTO
– CLASIFICACIÓN – ACTIVIDADES – EXPERIMENTO•
LA FUERZA
– DEFINICIÓN – TIPOS – ELEMENTOS – EFECTOS– ACTUACIÓN DE VARIAS FUERZAS – LA FUERZA DE LA GRAVEDAD
– ACTIVIDADES
EL MOVIMIENTO
EL MOVIMIENTO
Clasificación
• Rectilíneo
trayectoria en línea recta.
• Curvilíneo
trayectoria NO es una
recta.
– Movimiento circular: su trayectoria es una
circunferencia
• Con velocidad constante
movimientos
uniformes
• Con velocidad variable
movimientos
variados
Actividades
1. Completa la tabla colocando en cada
casilla los siguientes movimientos:
•
Movimiento de una piedra que cae
desde lo alto de una torre
• Movimiento de una vagoneta
de una montaña rusa
• Movimiento del
borde de un yo-yo
• Movimiento de un automóvil que siempre viaja
50 Km/h por una carretera sinuosa
Tipo de movimiento Velocidad Ejemplo
Rectilíneo
constante
variable
Curvilíneo
Circular
constante
Circular
variable
No circular
constante
No circular
variable
Tabla
2. Representa en un dibujo:
– El movimiento de
la Tierra alrededor del Sol
– El movimiento de una
– El movimiento de
un coche de fórmula 1
Experimento
Estática en movimiento
• Necesitamos:
Un globo
Una lata vacía de aluminio • Preparación previa:
Infla el globo con aire y átalo.
Luego frota el globo contra la cabeza unas 10 veces.
Ahora coloca la lata en el suelo y sin tocarla con el globo, haz que se mueva la lata alejándole el globo. Si se acaba la carga electrostática del globo, recárgalo frotando el pelo nuevamente.
• ¿Qué está pasando?
Al frotar el globo este se carga negativamente. Esta es una carga de energía electrostática. Al aproximarlo a la lata, esta distribuye sus cargas en ambos lados. Como es un cilindro, los lados están muy cerca y son curvos, por ello al repelerse las cargas iguales del globo y la lata, ésta rota.
LA FUERZA
LA FUERZA
FUERZA
DEFINICIÓN
:
es toda causa capaz de modificar
el estado de reposo o movimiento de los cuerpos o
de producir deformaciones en ellos.
TIPOS:
• De contacto
cuando dos cuerpos chocan
• A distancia
no existe contacto directo
entre los cuerpos (imán)
• Intensidad indica el valor
numérico
• Sentido es cada una de las dos
orientaciones posibles existentes en
una misma dirección
• Punto de aplicación punto sobre el
que se ejerce la fuerza
EFECTOS QUE PRODUCEN
1. CAMBIAN EL ESTADO DEL
MOVIMIENTO DE LOS CUERPOS
• Rozamiento
– Se opone siempre al movimiento
– Depende de la superficie sobre la que se desliza el cuerpo
• Aumentar o disminuir la velocidad de un
móvil
– Aumenta si la fuerza es aplicada en la misma dirección y
sentido del movimiento
– Disminuye si la fuerza es aplicada en la misma dirección y
sentido opuesto al del movimiento.
• Cambiar la dirección de movimiento
Las cadenas ejercen una fuerza sobre las sillas.
2. DEFORMAN LOS CUERPOS
• Deformaciones
permanentes
: los cuerpos
sufren transformaciones
– Ejemplo: plastilina
• Deformaciones
no permanentes
: los
cuerpos vuelven a adoptar su forma cuando
cesa la causa que ha provocado la
deformación
ACTUACIÓN DE VARIAS
FUERZAS
• Si actúan dos o más fuerzas
sus efectos
se suman
– con la misma dirección y sentido se suman
– con la misma dirección y sentidos opuestos se
restan
• Si actúan varias fuerzas
pueden anularse
entre sí
– Ejemplo: sobre una lámpara
actúan dos fuerzas: su propio peso y la tensión de la cuerda
LA FUERZA DE LA
GRAVEDAD
• La Tierra atrae a los cuerpos
• Características de la fuerza de la gravedad:
– Universal – Atractiva
– Bastante débil
– Intensidad depende de la masa de los cuerpos
– Intensidad depende de la distancia entre los cuerpos
• Peso no es lo mismo que masa
– Peso: es una fuerza de atracción que la Tierra ejerce sobre los cuerpos situados cerca de su superficie.
– Masa: es siempre la misma independientemente del lugar donde esté el cuerpo.
Actividades
Un mar de aire.
• Necesitamos:
Una regla larga
Una hoja grande de periódico, extendida • Montaje:
Coloca la regla en el centro, debajo del papel, con el extremo
salido. Ahora prueba a golpear el extremo de la regla y observa lo que pasa.
• ¿Qué está sucediendo?
El aire encima del periódico está presionando con su peso sobre toda la superficie de la hoja.
Si se calcula el peso del aire por centímetro cuadrado y la
dimensión de la superficie de la hoja, se podrá calcular la fuerza ejercida por el aire sobre toda la hoja.
Balance imposible.
• Necesitamos:
Un corcho Un palillo
Dos tenedores metálicos Un hilo
• Montaje:
Corta un palillo de tal manera que el corte tenga forma de "V". Inserta uno de los extremos en el centro de un corcho. Ahora coloca los dos tenedores en los lados del corcho. Asegúrate que están bien sujetos y coloca la punta del palillo sobre un hilo. Deberá balancearse perfectamente y, si inclinas el hilo, podrás hacerlo desplazarse sin caerse.
• ¿Qué está pasando?
Si el centro de masa de un objeto está exactamente sobre un soporte, entonces el objeto no cae, ya que está atraído por la fuerza gravitacional que ejerce la Tierra sobre todos los cuerpos.
El peso del aire.
• Necesitamos:
Dos globos
Un gancho de ropa
Una percha para colgarlo Hilo
• Montaje:
Infla los globos y los sujeta al gancho con hilo. Cuelga el gancho y ajuste los globos en los extremos, hasta que esté nivelado. Ahora revienta uno de los globos y observa qué pasa con el gancho.
• ¿Qué está pasando?
El aire que contienen los globos pesa. Al quitar uno de ellos, la balanza se inclina hacia el otro.
Experiencias con rozamiento
MATERIALES NECESARIOS:
• Mesa, bolitas o botones (más o menos del mismo peso), cajita de cartón o bandeja de plástico, vasito desechable, cinta adhesiva, libreta y lápiz, hilo de coser, tabla de madera de 20x50 cm
(aproximadamente)
• Trasportador (sólo si sabes medir ángulos) PROCEDIMIENTO:
1. Fija el lápiz a un borde de la mesa con cinta adhesiva.
2. Ata un extremo del hilo de coser a la cajita plástica del casete. 3. Ata el otro extremo del hilo al vasito de plástico y asegúrate que
esté derecho cuando cuelgue del hilo.
5. Si la cajita se mueve agrégale un poco de peso metiéndole algo dentro (bolitas, plastilina, botones, etc.).
6. Coloca algunas bolitas en el vaso. Probablemente la cajita no se mueva. Sigue metiendo bolitas cuidadosamente hasta que la caja comience a moverse. Cuando esto pase anota la cantidad de
bolitas que hay en la cajita y las que tuviste que poner en el vaso. 7. Agrégale el doble de bolitas a la caja y repite el procedimiento.
Seguramente vas a necesitar agregar varias bolitas más en el vaso para que la caja comience a ser arrastrada. Cuando esto pase anota de nuevo.
8. Repite el procedimiento varias veces. Vas a comprobar que hay una relación entre la cantidad de bolitas en la caja y las que hay en el vaso. En definitiva, vas a encontrar una relación entre el peso total de la cajita y la fuerza con que la estamos
• Podemos encarar nuestro estudio del rozamiento desde otro ángulo. Para ello vamos usar la cajita con las bolitas y una tabla mas o menos lisa que ubicaremos sobre la mesa.
1. Pon en la cajita algunas bolitas y colócala sobre un extremo de la tabla.
2. Coge la tabla por este extremo y levántala un poco como se indica en la figura. De esta manera aumenta el ángulo de inclinación entre la tabla y la mesa.
3. Continua levantando la tabla lentamente hasta que la cajita comience a caer. El movimiento de la cajita comenzará para un determinado ángulo entre la tabla y la mesa Si sabes usar el trasportador mide este ángulo y anota el valor en una hoja, junto con el número de bolitas que hay en la caja.
4. Agrega el doble de bolitas en la caja y repite el procedimiento. De nuevo comprobarás que hay una relación entre el ángulo para el cual la cajita comienza a caer y el número de bolitas en la
• Vamos a aprovechar que tenemos bolitas y una tabla para hacer un último experimento que también tiene que ver con el rozamiento pero tiene que ver más con las avalanchas.
1. En primer lugar comprueba lo siguiente: una bolita apoyada en una tabla horizontal no se mueve pero apenas se inclina la tabla
comienza a rodar. Una vez hecha esta importante y evidente comprobación, pasamos al experimento.
2. Sujeta un escarbadientes a la tabla con cinta adhesiva tal como se indica en la figura
3. Inclina la tabla un poquito la tabla y trata de equilibrar una bolita tal como se ve en la figura.
4. Ahora que la bolita no rueda y está equilibrada comienza a inclinar suavemente la tabla. Mientras que la inclinación es pequeña el escarbadientes, que funciona como una
protuberancia en la tabla, será capaz de impedir que la bolita ruede. Pero si inclinas mucho, la bolita pasará el obstáculo y comenzará a rodar. Como siempre anota el ángulo para el cual pasa esto y también el diámetro de la bolita.
5. Repite el experimento con una bolita mas grande. Anota su diámetro y también el ángulo para el cual esta bolita salta el obstáculo y comienza a rodar. Si lo has hecho todo bien vas a comprobar que en este caso el ángulo es menor que en el
• Si no encuentras ninguna relación entre la experiencia anterior y el desarrollo de una avalancha, mira el gráfico a la derecha. Las bolitas podrían ser los granos de una pila de arena o las piedras en la ladera de una montaña. Identificamos a una en particular
pintándola de rojo. Esta claro que en el dibujo A la bolita está bien "atascada" y no se cae. Igual que en la experiencia con el
escarbadientes. Pero si se aumenta el ángulo de inclinación de la ladera, como sucede en la figura B, la bolita roja se libera y cae.
• Al caer adquiere cierta velocidad y por lo tanto cierta energía. Es posible que esta energía sea suficiente para "liberar" a otras
bolitas de más abajo cuando choca con ellas. Y estas liberarán a otras y así, iniciándose una avalancha. Claro que para que esto pase no es suficiente con que una bolita se libere. Además deben
ocurrir otras cosas, como por ejemplo que el ángulo de inclinación sea de un valor determinado, etc.
