Con esta actividad, explicas las leyes de Newton, a partir de la realización de un experimento con alguna de ellas y comprendes cómo la experimentación te permite darles sentido a las leyes y relacionar la ciencia con la vida cotidiana. También identificas la presencia de algunas fases del método científico en la realización y explicación de experimentos.

1. Leyes de Newton
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2. Módulo14. UniversoNatural
UnidadII. Universo
Semana3
1
Actividad Integradora. Las Leyes de Newton
Reporte de la Primera Ley de Newton o
Ley de la Inercia
María Guadalupe Serrano Briceño
Módulo 14. Universo Natural
Agosto de 2017

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Tabla de Contenido
Introducción ………………………………………………………………………… 3
Sustento teórico ………………………………………………………………… 4
Materiales ………………………………………………………………………… 5
Procedimiento …………………………………………………………………. 6
Resultados …………………………………………………………………………. 7
Conclusiones …………………………………………………………………. 8
Bibliografía …………………………………………………………………………. 9

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Introducción
Sir Isaac Newton fue uno de los más grandes científicos y matemáticos que jamás haya
vivido. Nació en Inglaterra el 25 de diciembre de 1643. Nació el mismo año en que Galileo
murió. Vivió durante 85 años.
Mientras Newton estaba en la universidad, escribió sus ideas en un diario. Newton tuvo
ideas sobre el movimiento, que él llamó sus tres leyes del movimiento. También desarrolló
ideas sobre la gravedad, la difracción de la luz y las fuerzas. Sus logros sentaron las bases
para la ciencia moderna y revolucionaron el mundo.
Según su primera ley, llamada de la inercia, que dice que un objeto en reposo permanecerá
en reposo a menos que sobe él actúe una fuerza externa. Un objeto en movimiento continúa
en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que sobe él actúe
una fuerza externa. La Primera Ley de Newton contiene implicaciones sobre la simetría
fundamental del universo en que un estado de movimiento en una línea recta debe ser tan
"natural" como estar en reposo.
La segunda ley, señala que la aceleración se produce cuando una fuerza actúa sobre una
masa. Cuanto mayor es la masa (del objeto que se acelera) mayor es la cantidad de fuerza
necesaria (para acelerar el objeto). Sólo es aplicable si la fuerza es la fuerza externa neta.
No se aplica directamente a situaciones en las que la masa está cambiando, ya sea por
pérdida o ganancia de material.
Conforme la tercera ley, para cada acción hay una reacción igual y opuesta. La tercera ley
de Newton es uno de los principios fundamentales de simetría del universo.
De esta forma, con la práctica que será desarrollada y explicada en este reporte, quedará
demostrada la primera ley de Newton, puesto que con la fuerza centrípeta aplicada a una
pelota y posteriormente soltada, aquella saldrá en línea recta en ausencia de fuerza
restrictiva y mantendrá su velocidad, lo que comprobará la ley que nos proponemos
experimentar.

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Sustento Teórico
La primera ley de Newton del movimiento señala que un objeto en reposo permanecerá en
reposo a menos que sobe él actúe una fuerza externa. Un objeto en movimiento continúa
en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que sobe él actúe
una fuerza externa.
Hay dos supuestos o partes en esta declaración: una que predice
el comportamiento de los objetos estacionarios y la otra que
predice el comportamiento de los objetos en movimiento. Las
dos partes se resumen en el diagrama.
El comportamiento de todos los objetos se puede describir diciendo que los objetos tienden
a "seguir haciendo lo que están haciendo" (a menos que actúen sobre ellos una fuerza
externa). Si están en reposo, continuarán en este mismo estado de descanso. Hay una
condición importante que debe cumplirse para que la primera ley sea aplicable a cualquier
movimiento dado. La condición se describe mediante la frase "... a menos que actúe sobre
una fuerza desigual." Mientras las fuerzas no sean desiguales, es decir, mientras las fuerzas
estén equilibradas, la primera ley del movimiento se aplica.
Ahora bien, la fuerza centrípeta es un movimiento circular uniforme que se puede describir
como el movimiento de un objeto en un círculo a una velocidad constante. Como un objeto
se mueve en un círculo, está cambiando constantemente su dirección. Debido a este cambio
de dirección, puede estar seguro de que un objeto en movimiento circular está acelerando.
Y de acuerdo con las leyes de Newton del movimiento, un objeto acelerador debe ser
impulsado por una fuerza externa, cumpliéndose la segunda ley de Newton; pero si la fuerza
centrípeta neta cesa, un objeto no puede viajar en movimiento circular. De hecho, si las
fuerzas están desiguales, entonces un objeto en movimiento continúa en movimiento en una
línea recta a velocidad constante. Por la primera ley de Newton, la bola continúa móvil en la
misma dirección en la que se movía justo cuando desaparece la fuerza de la cuerda.

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Materiales
Material Imagen
1 pelota de esponja mediana
1 cordel de algodón
1 aguja grande
1 vista de todo el material

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Procedimiento
Descripción del procedimiento Imagen
Me preparo para el experimento insertando la
aguja con el cordel en la pelota y haciendo
un amarre.
Ya con el cordel de 0.75 cm en la pelota, me
preparo para iniciar a girarla.
Inicio el giro de la pelota, para que en ella se
ejerza fuerza centrípeta o radial.
Suelto el hilo y la pelota inicia su movimiento
en línea recta.
Una vez que la pelota en su movimiento
inercial se frena par la fricción del aire y la
fuerza gravitatoria, cae.
NO ES UN PROCEDIMIENTO QUE REPRESENTE PELIGRO PARA LOS MENORES NIÑOS. SÓLO SE
IMPONE QUE UN ADULTO MANEJE LA AGUJA PARA ENSARTAR EL CORDEL EN LA PELOTA Y
POSTERIORMENTE SE GUARDE PARA EVITAR ALGÚN DAÑO.

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Resultados
Del experimento realizado, cuyos pasos o etapas constan en las imágenes contenidas y
descritas en el punto anterior, tenemos que, hice girar una la pelota en movimientos
circulares, mediante una cuerda con una longitud de 0.75 m, y cada vuelta de la pelota duró
aproximadamente 0.5 segundos, y así mantuve el movimiento pocos segundos. Para
comprobar la primera ley de Newton, en un momento dado solté la cuerda y, se observa
que la pelota continúa su movimiento, ahora en línea recta en la direcciónque giraba cuando
solté la cuerda, con cierta velocidad, tal y como se puede observar de las fotografías que
constan en el capítulo que antecede y en la imagen siguiente.
Importa destacar que, para comprobar la primera ley de Newton, nos serviremos de la
segunda ley. Ahora bien, es el momento de conocer la aceleración de la pelota hasta el
momento de iniciar su movimiento en línea recta y la velocidad con la que se mueve. Para
ello, será necesario utilizar las fórmulas para el movimiento circular uniforme o fuerza
centrípeta o radial: 𝑎 𝑐 =
𝑣2
𝑟
; 𝑣 =
2𝜋 𝑟
𝑡
Datos: r = 0.75m, t = 0.5 seg, ac = x. Como vemos, para
tener el dato de v, se hace necesario aplicar la fórmula de la velocidad lineal:
𝑣 =
2𝜋 (0.75𝑚 )
(0.5𝑠𝑒𝑔 )
=
4.712
0.5
= 9.424 𝑚/𝑠 ; 𝑎 𝑐 =
(9.424 𝑚
𝑠⁄ )2
0.75 𝑚
=
88 .811
𝑚2 𝑚
𝑠2
0.75𝑚
= 118.41 𝑚
𝑠2⁄
En este sentido, nuestra pelota, al momento se ser soltada sale con una aceleración de
118.41 m/s2 y cesa, luego continúa su movimiento en línea recta, con una velocidad de
9.424 m/s en forma constante hasta que actúe sobre ella una fuerza externa, como lo es la
fricción que ejerce el aire y la gravedad, hasta que se frene y caiga, fuerza que, de no existir,
la pelota continuaría su movimiento lineal a velocidad constante, actualizándose el principio
de la inercia, conforme la primera Ley de Newton.
Así, hemos visto que la primera ley de Newton es válida porque se trata de un sistema de
referencia inercial.

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Conclusiones
En el experimento, pudimos corroborar que, con la ayuda de la segunda ley de Newton, un
objeto que se mueve sin una fuerza que actúe sobre él, se moverá en línea recta a velocidad
constante. De esta forma, importa establecer que las fuerzas no siempre dan lugar a un
movimiento. Si un objeto esta en reposo, para moverlo se requiere una fuerza, es decir,
acelerarlo desde una velocidad cero a una velocidad diferente de cero.
En el caso, observamos y conocimos por experimentación que, una fuerza que causa una
aceleración centrípeta actúa hacia el centro de la trayectoria circular y genera un cambio en
la dirección del vector velocidad. Cuando dicha fuerza desaparece, el objeto ya no se mueve
en su trayectoria circular; en vez de ello, se mueve a lo largo de una trayectoria en línea
recta tangente al círculo, hasta que otra fuerza, como la fricción del aire, baje su velocidad.
En este sentido, se puede concluir señalando que pudimos comprobar dos de los tipos de
la inercia, la inercia del movimiento, que es la incapacidad de un cuerpo de cambiar por sí
misma su estado de movimiento uniforme, no puede acelerarse ni retrasarse por sí solo y
descansar; y, la inercia de dirección, que es la incapacidad del cuerpo de cambiar por sí
misma su dirección de movimiento, es decir, un cuerpo continúa moviéndose a lo largo de
la misma línea recta a menos que sea obligado por alguna fuerza externa a cambiarlo.
Ahora bien, es con los marcos de referencia o marcos inerciales de referencia, como
validamos la primera ley de Newton. Así entonces, la primera ley de Newton sirve como la
definición de los marcos inerciales de referencia. Tal es el caso de la pelota que viaja en
línea recta desde el momento en que se suelta el cordel, después de que estuvo acelerada
con una fuerza radial, con el marco inicial de referencia de mi propio cuerpo, en tanto que
un marco de referencia inercial, es cualquier punto en la tierra.
En la vida cotidiana, la ley de la inercia se cumple a cada momento, cuando frena un
vehículo. Los cuerpos dentro del mismo, continúan su movimiento inercial hacia el frente,
toda vez que la fuerza del frenado sólo afecta al vehículo.

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Bibliografía:
1. SEP. s/f. Universo. Unidad II. Págs. 11-12. (Contenido Extenso. Módulo 14: Universo
Natural).
2. SEP. s/f. Leyes. Págs. 5-6. (Recurso en PDF del Módulo 14: Universo Natural. Semana
3. Ramírez H., Vázquez P. y Cantú A. (2012) Universo Natural. Secretaría de Educación
Pública. (1ra. Edición). México. (Págs. 115-116) PDF recuperado el 15 de agosto de 2017
de https://es.slideshare.net/examenespreparatoriaabierta/universo-natural-libro
4. Montiel, H. P. (2000). Física general. Grupo Editorial Patria. (Pág. 136).
5. Giancoli, D. C. (2002). Física para universitarios. Prentice Hall. PDF recuperado el 14 de
agosto de 2017 de http://www.fullengineeringbook.net/2014/08/fisica-para-universitarios-
3ra-edicion.html