Dinamica

GUÍA - TALLER  DINAMICA: CONCEPTO DE FUERZA

FASE AFECTIVA

ACTIVIDADES DE MOTIVACIÓN:

Voy hacer lectura del texto, en aproximadamente cinco minutos y contesto las preguntas que aparecen al final del texto.

Las investigaciones sobre el conocimiento del mundo físico en los estudiantes de educación básica y superior han revelado mayores datos sobre las explicaciones iniciales sobre los fenómenos físicos de los niños y han mostrado cómo esas explicaciones cambian a medida que los niños son expuestos a la enseñanza de la ciencia. Por ejemplo las investigaciones en el área de la mecánica han mostrado que los niños a temprana edad construyen un concepto inicial de fuerza de la siguiente manera: que la fuerza es una propiedad de los objetos que son pesados. Este modelo de fuerza interna tiende a capturar la potencialidad que estos objetos tienen de reaccionar con otros objetos encontrados a su paso. Posteriormente, a medida que van creciendo, los niños diferencian los objetos animados de los inanimados en relación a la fuerza y piensan que la fuerza es una propiedad adquirida de los objetos inanimados que se mueven. El modelo de la fuerza adquirida se convierte en una explicación central en la descripción del movimiento de los objetos inanimados. En la ontología de un niño pequeño, el estado natural de los objetos inanimados es la de estado de reposo, mientras que el movimiento de los objetos inanimados es un fenómeno que necesita ser explicado, usualmente en términos de un agente que lo causa. Este agente es la fuerza de otro objeto.

Este concepto inicial de fuerza es obviamente muy diferente al concepto científico actualmente aceptado. En la física Newtoniana, la fuerza no es una propiedad interna de los objetos sino un proceso que se usa para explicar los cambios en el estado cinético de los objetos físicos. En el marco de este punto de vista aceptado, el movimiento es un estado natural que no necesita ser explicado. Lo que necesita ser explicado son los cambios en el estado cinético.

1.    Menciona la similitud que hay en los tres conceptos de fuerza resaltados en el texto: ______________________________________________________________________

2.    Qué diferencia hay entre los dos primeros conceptos resaltados en el texto y el último_________________________________________________________________

3.    Con mis palabras y según lo interpretado en el texto conceptualizo fuerza como: ______________________________________________________________________

                      Figura 1                               Figura 2                                      figura 3   

Una de las ramas de la mecánica clásica es la Dinámica que estudia el movimiento considerando las causas que lo producen y la masa del cuerpo que se mueve. Se define pues la fuerza como toda magnitud vectorial capaz de producir, modificar un movimiento o deformar un cuerpo.

En cada figura 1, 2 y 3, según la posición tomada por cada individuo, señalo la fuerza, que suministran a la cuerda, con la dirección y sentido que actúan. Luego interpreto, argumento mi propuesta de la resultante según la acción de cada fuerza.

Figura 1: ______________________________________________________________

Figura 2: ______________________________________________________________

Figura 3: ______________________________________________________________

PROPÓSITO EXPRESIVO: Comprehendo e interpreto los procesos relacionados con el concepto de fuerza y las leyes de Newton como la causa que genera el movimiento de los cuerpos.

 CONOZCO SOBRE LOS CONCEPTOS DE FUERZA Y TIPOS DE FUERZAS

Se llama fuerza a toda causa capaz de:

·         De producir y modificar el movimiento de un cuerpo.

·         De deformar un cuerpo.

Sabiendo que la fuerza es la causa del movimiento de los cuerpos, pretendo  interpretar y argumentar dos aspectos o problemas:

a.    Dadas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo material clasifico el movimiento que se produciría en él.

b.    Conocido el  tipo de movimiento de un cuerpo determino la fuerza o fuerzas que lo originan.

Para la solución de estos dos aspectos me fundamento en las leyes del físico inglés Isaac Newton conocidas como: Ley de la inercia, ley de la fuerza y la ley de acción y reacción. Que me dice:

 LEYES DE NEWTON

Primera ley de Newton:

Experiencia I:

Sobre el extremo exterior con respecto al eje de una ventana, amarro una cuerda y tiro en dirección a la posición del cuerpo de la ventana, pero en sentido contrario a ella. Observo y concluyo:

_________________________________________________________________________

Experiencia II:

Sobre una hoja de papel coloco un vaso con agua y tiro con fuerza la hoja de papel. Observo 
y concluyo:_________________________________________________________________

La ley de la inercia dice: “Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él

Segunda ley de Newton:

  Experiencia I:

   

Tercera ley de Newton:

Cuando una persona quiere alejarse de la orilla y para ello clava su remo contra la tierra y ejerce fuerza sobre la orilla, la orilla ejerce fuerza contra el bote y así puedo interpretar el movimiento del bote alejándose de la orilla

La ley de acción y reacción dice:

“Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto”.

 Actividad: Ejercitación

 

Con las habilidades y destrezas que yo he adquirido resuelvo las preguntas.

1.    Si al golpear una pelota con una fuerza de 4 new, esta adquiere una aceleración de   ; La masa, en gramos, de la pelota es: _________

2.    La masa de un móvil es de 120gr; actúa con una aceleración de ; la fuerza, en Newton, con que actúa el móvil es: ______

GUÍA - TALLER  Nº 10.

FASE AFECTIVA

Voy a realizar la lectura del texto IMPULSO Y CANTIDAD DE MOVIMIENTO, con base a la pregunta.

¿Qué ocurre cuando la fuerza que obra sobre un cuerpo, actúa con un tiempo muy pequeño?

En física, se denomina impulso a la magnitud vectorial, generalmente representada como (i)   definida como la variación en la cantidad de movimiento que experimenta un objeto en un sistema cerrado. El término difiere de lo que cotidianamente conocemos como impulso y fue acuñado por Isaac Newton en su segunda ley, donde la llamó vi motrici refiriéndose a una especie de fuerza del movimiento.

Cuando una fuerza de valor constante actúa durante un cierto tiempo, sobre un cuerpo de determinada masa, le comunica un movimiento uniforme acelerado cuya aceleración es fácil calcularla  bajo la ecuación F = m.a  pero cuando una fuerza obra durante un tiempo muy pequeño en realidad se debe producir una aceleración la cual no se advierte de la cortísima acción de la fuerza. Por la acción instantánea de la fuerza el cuerpo pasa del reposo al movimiento, recibiendo lo que se llama un impulso, o sea una magnitud vectorial correspondiente al producto de la fuerza por el tiempo durante el cual obra.

Los cuerpos al recibir un impulso por la acción de una fuerza que actúa en forma casi instantánea se ponen en movimiento, adquiriendo lo que se denomina cantidad de movimiento       o sea el producto de su masa por la velocidad con que se desplazan.

 

Con el texto anterior puedo afirmar que según como actúa la fuerza esta se va diferenciar por su acción, de otra fuerza. Entonces existen diferentes tipos de fuerzas que actúan a la vez en un sistema físico, entre ellas son: El peso, La fuerza normal, la fuerza de rozamiento y otras que por la forma de actuar en un cuerpo como la tensión, la fuerza recuperadora la fuerza centrípeta y centrifuga. Además hay fuerzas de magnitud macro la fuerza gravitacional y del mundo micro como las que actúan entre moléculas y moléculas  llamadas las fuerzas de cohesión. La fuerza eléctrica que se da entre cargas eléctricas también tiene la importancia para el estudio de las cargas eléctricas.

PROPÓSITO EXPRESIVO:  Comprehenda e intérprete y proponga los diferentes tipos de fuerzas que actúan en un sistema físico, en cuerpos elásticos y en movimientos de trayectoria circular uniforme

INDICADORES DE DESEMPEÑO: Analizo y argumento  datos, tablas y gráficos como resultado de la interpretación de situaciones y establecimiento de condiciones relacionados enlace químico y dinámica.

CONOZCO LOS DIFERENTES TIPOS DE FUERZAS

EL PESO  (w)

Es la fuerza con que la tierra atrae los cuerpos, va en dirección al centro de ella. El peso es el producto entre la masa del cuerpo y la gravedad a la que está sometido.

LA NORMAL (N)

Si un cuerpo se encuentra en reposo o desliza por un plano, este le aplica una fuerza perpendicular a la superficie  llamada fuerza normal; que en algunos casos es igual pero de sentido contrario al peso del cuerpo.

LA FUERZA DE ROZAMIENTO O DE FRICCIÓN  (Fr)

Es la resistencia que ofrece una superficie para que un cuerpo se deslice o ruede sobre dicha superficie. Esta fuerza presenta las características:

·         Es opuesta al sentido del movimiento del cuerpo físico.

·         Depende de la forma que tenga la superficie, ya que si es más rugosa esta será mayor la resistencia.

·         Las superficies presentan su coeficiente de rozamiento  que no tiene unidades de medida.

·         Es de proporción directa a la masa de la tierra.

       Su ecuación es:  

Al interpretar los dos resultados de las aceleraciones en los puntos anteriores comento:

Con la ayuda de mi profesor (@) simulo en el procedimiento de:

Se  tiene un bloque de , actuando una fuerza de , en una superficie horizontal de coeficiente de rozamiento de .Busco la aceleración que se presenta en el bloque, si:

1.    Si la fuerza actúa horizontal a la superficie: Aceleración igual a:_____

2.    Si la fuerza que actúa tiene un ángulo de inclinación de 45º con respecto a la horizontal. Aceleración igual a:_____   

 

Con las habilidades y destrezas que yo he adquirido resuelvo las preguntas.

1.    Un móvil de  va con una rapidez de 20m/s. Si choca con otro móvil de 20g-masa estando en reposo, de manera que queda unidos por un pegante que reacciona en el momento que choca, llevado por uno de ellos en el lugar del impacto. Se puede afirmar que la velocidad de los dos carros unidos es: ________

2.    Un hombre en reposo se encuentra sobre hielo, de coeficiente de rozamiento de 0,05 y a 100m de su casa. ¿Cuál será su máxima aceleración?

¿Qué tiempo   mínimo gastará, para llegar a su casa?

3.    Considere el conjunto de bloques de la figura anexa. No hay rozamiento. Dibuja las fuerzas que actúan sobre cada bloque. Escribir la segunda ley de Newton para cada bloque. Deducir la aceleración de los bloques y calcular la tensión de los cables.