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Marco Teórico Marco Teórico Presentation Transcript

  • Marco teórico: Leyes de Newton
    • Ley de Inercia
    • Ley de la fuerza
    • Ley de la acción y de la reacción
  •  
  • 1) ¿Cuál de las trayectorias indicadas abajo sigue el disco de hockey después de recibir el golpe?
    • 2) ¿Cómo será la rapidez del disco después de recibir el golpe?
    • Igual a la rapidez v 0 que tenía antes de recibir el golpe.
    • Igual a la rapidez v producida por el golpe e independiente de la rapidez v 0
    • Igual a la suma aritmética de v 0 y v .
    • Menor que cualquiera de las rapideces v 0 y v .
    • Mayor que las dos rapideces v 0 y v , pero menor que la suma aritmética de
    • estas dos rapideces .
    • 4) Las principales fuerzas que actúan después del golpe sobre el disco,
    • a lo largo de la trayectoria seleccionada, son:
    • La fuerza hacia abajo debida a la gravedad y el efecto de la presión del aire.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad y la fuerza horizontal del impulso en la
    • dirección del movimiento.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad y una fuerza ejercida hacia arriba por el
    • piso sobre el disco.
    • La gravedad no ejerce una fuerza sobre el disco pues este cae por la
    • tendencia que tienen los objetos a ocupar su lugar natural.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad, la fuerza hacia arriba ejercida por el
    • piso y una fuerza horizontal que actúa sobre el disco en la dirección del
    • movimiento
    3 ) A lo largo de la trayectoria sin fricción que seleccionaste en la pregunta 1 ¿Cómo varía la rapidez del disco después de recibir el golpe?
    • No cambia.
    • Se incrementa continuamente
    • Decrece continuamente
    • Se incrementa por un tiempo y después decrece.
    • Es constante por un momento y después decrece.
  • afirma que si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre un objeto es cero, el objeto permanecerá en reposo o seguirá moviéndose a velocidad constante. El que la fuerza ejercida sobre un objeto sea cero no significa necesariamente que su velocidad sea cero. Si no está sometido a ninguna fuerza (incluido el rozamiento), un objeto en movimiento seguirá desplazándose a velocidad constante. Primera ley de Newton ( Ley de la Inercia)
  • Por lo tanto : Las respuestas a las preguntas 1, 2, 3 y 4 son 1) ¿Cuál de las trayectorias indicadas abajo sigue el disco de hockey después de recibir el golpe?
  • 2)¿Cómo será la rapidez del disco después de recibir el golpe Mayor que las dos rapideces V 0 y V i, pero menor que la suma aritmética de estas dos rapideces
    • Igual a la rapidez V0 que tenia antes de recibir el golpe
    • Igual a la rapidez V producida por el golpe e independiente de la rapidez V0
    • Igual a la suma aritmética de V0 y V
    • Menor que cualquiera de las rapideces V0 y V
    • Mayor que las dos rapideces V0 y V , pero menor que la suma aritmética de
    • estas dos rapideces.
    • 3) A lo largo de la trayectoria sin fricción que seleccionaste en la pregunta 1
    • ¿Cómo varía la rapidez del disco después de recibir el golpe?
    • No cambia.
    • Se incrementa continuamente
    • Decrece continuamente
    • Se incrementa por un tiempo y después decrece.
    • Es constante por un momento y después decrece.
    • 4) Las principales fuerzas que actúan después del golpe sobre el disco,
    • a lo largo de la trayectoria seleccionada, son:
    • La fuerza hacia abajo debida a la gravedad y el efecto de la presión del aire.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad y la fuerza horizontal del impulso en la
    • dirección del movimiento.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad y una fuerza ejercida hacia arriba por
    • el piso sobre el disco.
    • La gravedad no ejerce una fuerza sobre el disco pues este cae por la
    • tendencia que tienen los objetos a ocupar su lugar natural.
    • La fuerza hacia abajo de la gravedad, la fuerza hacia arriba ejercida por el
    • piso y una fuerza horizontal que actúa sobre el disco en la dirección del
    • movimiento.
    • 5) Una caja grande se empuja sobre el piso con una velocidad constante de 4.0 m/s.
    • ¿Qué se puede concluir acerca de las fuerzas que actúan sobre la caja?
    • Si se duplica la fuerza aplicada a la caja, la velocidad constante de la caja se
    • incrementará a 8.0 m/s.
    • La fuerza aplicada para mover a la caja a velocidad constante deberá ser mayor que su
    • peso.
    • La fuerza aplicada a la caja a velocidad constante deberá ser igual a las fuerzas de
    • fricción que resisten su movimiento.
    • La fuerza aplicada para mover la caja a velocidad constante deberá ser mayor que las
    • fuerzas de fricción que resisten su movimiento.
    • Hay una fuerza que está siendo aplicada a la caja para hacer que se mueva, pero las
    • fuerzas externas, tales como la fricción, no son verdaderas, ya que estas solo resisten
    • el movimiento.
    • 6) En el problema anterior, cuando deja de aplicarse la fuerza, la caja:
    • Se detiene inmediatamente
    • Continúa con velocidad constante por un lapso breve de tiempo después se detiene
    • lentamente.
    • Inmediatamente comienza a reducir su velocidad hasta detenerse.
    • Continúa con velocidad constante.
    • Incrementa su velocidad durante un lapso corto de tiempo y después comienza a
    • disminuir su velocidad hasta detenerse.
  • relaciona la fuerza total y la aceleración. Una fuerza neta ejercida sobre un objeto lo acelerará, es decir, cambiará su velocidad. La aceleración será proporcional a la magnitud de la fuerza total y tendrá la misma dirección y sentido que ésta. La constante de proporcionalidad es la masa m del objeto F = ma Segunda ley de Newton ( Ley de la fuerza)
  • Por lo tanto : Las respuestas a las preguntas 5 y 6 son 5) Una caja grande se empuja sobre el piso con una velocidad constante de 4.0 m/s. ¿Qué se puede concluir acerca de las fuerzas que actúan sobre la caja?
    • Si se duplica la fuerza aplicada a la caja, la velocidad constante de la caja se
    • incrementará a 8.0 m/s.
    • La fuerza aplicada para mover a la caja a velocidad constante deberá ser mayor
    • que su peso.
    • La fuerza aplicada a la caja a velocidad constante deberá ser igual a las fuerzas
    • de fricción que resisten su movimiento.
    • La fuerza aplicada para mover la caja a velocidad constante deberá ser mayor
    • que las fuerzas de fricción que resisten su movimiento.
    • Hay una fuerza que está siendo aplicada a la caja para hacer que se mueva, pero
    • las fuerzas externas, tales como la fricción, no son verdaderas, ya que estas solo
    • resisten el movimiento.
    La fuerza aplicada a la caja a velocidad constante deberá ser igual a las fuerzas de fricción que resisten su movimiento.
  • 6) En el problema anterior, cuando deja de aplicarse la fuerza, la caja:
    • Se detiene inmediatamente
    • Continúa con velocidad constante por un lapso breve de tiempo
    • después se detiene lentamente.
    • Inmediatamente comienza a reducir su velocidad hasta detenerse.
    • Continúa con velocidad constante.
    • Incrementa su velocidad durante un lapso corto de tiempo y después
    • comienza a disminuir su velocidad hasta detenerse.
    Inmediatamente comienza a reducir su velocidad hasta detenerse.
    • 7) Suponga que un automóvil choca contra un autobús. Durante el choque:
    • El autobús ejerce más fuerza sobre el automóvil que este sobre el autobús.
    • El automóvil ejerce más fuerza sobre el autobús que este sobre el automóvil.
    • Ninguno ejerce fuerza sobre el otro. El coche se aplasta simplemente porque
    • se pone en el camino del autobús.
    • El autobús ejerce una fuerza sobre el automóvil, pero este no ejerce fuerza
    • alguna sobre el autobús.
    • El autobús ejerce la misma cantidad de fuerza sobre el automóvil que este
    • sobre el autobús.
  • Dos estudiantes están sentados en sillas de oficina, uno frente al otro. Las dos sillas son iguales. El estudiante (a) tiene una masa de 95 kg mientras que la masa del estudiante (b) es de 77 kg. El estudiante (a) coloca sus pies sobre las rodillas del estudiante (b), como se muestra en la figura. De repente, el estudiante (a) empuja con sus pies al estudiante (b) y, como resultado, ambas sillas se mueven.
    • 8) En esta situación:
    • Ninguno de los dos estudiantes ejerce una fuerza sobre el otro.
    • El estudiante (a) ejerce una fuerza sobre (b), pero este no ejerce ninguna
    • fuerza sobre (a).
    • Cada estudiante ejerce una fuerza sobre el otro, pero (b) ejerce una
    • fuerza mayor.
    • Cada estudiante ejerce una fuerza sobre el otro, pero (a) ejerce una
    • fuerza mayor.
    • Cada estudiante ejerce la misma fuerza sobre el otro
  • afirma que cuando un objeto ejerce una fuerza sobre otro, este otro objeto ejerce también una fuerza sobre el primero. La fuerza que ejerce el primer objeto sobre el segundo debe tener la misma magnitud que la fuerza que el segundo objeto ejerce sobre el primero, pero con sentido opuesto. Por ejemplo, en una pista de patinaje sobre hielo, si un adulto empuja suavemente a un niño, no sólo existe la fuerza que el adulto ejerce sobre el niño, sino que el niño ejerce una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el adulto. Sin embargo, como la masa del adulto es mayor, su aceleración será menor. Tercera ley de Newton ( Ley de la acción y la reacción)
  • También implica la conservación del momento lineal, el producto de la masa por la velocidad. En un sistema aislado, sobre el que no actúan fuerzas externas, el momento debe ser constante. En el ejemplo del adulto y el niño en la pista de patinaje, sus velocidades iniciales son cero, por lo que el momento inicial del sistema es cero. Durante la interacción operan fuerzas internas entre el adulto y el niño, pero la suma de las fuerzas externas es cero. Por tanto, el momento del sistema tiene que seguir siendo nulo. Después de que el adulto empuje al niño, el producto de la masa grande y la velocidad pequeña del adulto debe ser igual al de la masa pequeña y la velocidad grande del niño. Los momentos respectivos son iguales en magnitud pero de sentido opuesto, por lo que su suma es cero.
  • Otra magnitud que se conserva es el momento angular o cinético. El momento angular de un objeto en rotación depende de su velocidad angular, su masa y su distancia al eje. Cuando un patinador da vueltas cada vez más rápido sobre el hielo, prácticamente sin rozamiento, el momento angular se conserva a pesar de que la velocidad aumenta. Al principio del giro, el patinador tiene los brazos extendidos. Parte de la masa del patinador tiene por tanto un radio de giro grande. Cuando el patinador baja los brazos, reduciendo su distancia del eje de rotación, la velocidad angular debe aumentar para mantener constante el momento angular.
  • Por lo tanto : Las respuestas a las preguntas 7 y 8 son 7) Suponga que un automóvil choca contra un autobús. Durante el choque:
    • El autobús ejerce más fuerza sobre el automóvil que este sobre el autobús.
    • El automóvil ejerce más fuerza sobre el autobús que este sobre el
    • automóvil.
    • Ninguno ejerce fuerza sobre el otro. El coche se aplasta simplemente
    • porque se pone en el camino del autobús.
    • El autobús ejerce una fuerza sobre el automóvil, pero este no ejerce fuerza
    • alguna sobre el autobús.
    • El autobús ejerce la misma cantidad de fuerza sobre el automóvil que este
    • sobre el autobús.
    El autobús ejerce la misma cantidad de fuerza sobre el automóvil que este sobre el autobús.
  • Dos estudiantes están sentados en sillas de oficina, uno frente al otro. Las dos sillas son iguales. El estudiante (a) tiene una masa de 95 kg mientras que la masa del estudiante (b) es de 77 kg. El estudiante (a) coloca sus pies sobre las rodillas del estudiante (b), como se muestra en la figura. De repente, el estudiante (a) empuja con sus pies al estudiante (b) y, como resultado, ambas sillas se mueven. 8) En esta situación:
    • Ninguno de los dos estudiantes ejerce una fuerza sobre el otro.
    • El estudiante (a) ejerce una fuerza sobre (b), pero este no ejerce ninguna
    • fuerza sobre (a).
    • Cada estudiante ejerce una fuerza sobre el otro, pero (b) ejerce una
    • fuerza mayor.
    • Cada estudiante ejerce una fuerza sobre el otro, pero (a) ejerce una
    • fuerza mayor.
    • Cada estudiante ejerce la misma fuerza sobre el otro
    Cada estudiante ejerce la misma fuerza sobre el otro
  • Fuentes: “ Inventario de concepto de fuerza” De : Enrique Zamora Arango -Maestro en Docencia -especialidad Física-. Microsoft* Student Encarta*Premium