Curso: 4 to Año Profesora: Laura Florencia Cóccaro Alumno/a:. a) Una persona empujando una pared. b) Si sostiene un paquete de regalo con las manos.

Transcripción

1 Asignatura: Física Trabajo práctico domiciliario. Fecha de entrega: martes 24 de junio Curso: 4 to Año Profesora: Laura Florencia Cóccaro Alumno/a:. Actividad 1: indique si se realiza o no trabajo en las siguientes situaciones: a) Una persona empujando una pared. b) Si sostiene un paquete de regalo con las manos. c) Una persona desplazando una mesa hacia delante. Actividad 2: sobre un bloque actúa una fuerza de 50 N, desplazándolo 10 m a lo largo de un plano horizontal en la misma dirección del movimiento. Calcule el trabajo realizado por la fuerza. Actividad 3: Un mono de 50 kg tarda 60 s en trepar una palmera de 20 m de altura. Calcule: a) El peso del mono b) El trabajo realizado por el mono en trepar la palmera c) La potencia real del mono.

2 Asignatura: Física Apuntes, aclaraciones y actividades. Curso: 4 to Año Profesora: Laura Florencia Cóccaro Traer este material el 24 de junio a clase Velocidad/ aceleración: Los conceptos de velocidad y aceleración están relacionados, pero muchas veces se hace una interpretación incorrecta de esta relación. La aceleración nos dice cómo cambia la velocidad y no cómo es la velocidad. Por lo tanto un móvil puede tener un velocidad grande y una aceleración pequeña (o cero) y viceversa. Una aceleración grande significa que la velocidad cambia rápidamente. Una aceleración pequeña significa que la velocidad cambia lentamente. Una aceleración cero significa que la velocidad no cambia (es decir, la velocidad es constante). La aceleración es una magnitud vectorial que relaciona los cambios en la velocidad con el tiempo que tardan en producirse. Un móvil está acelerando mientras su velocidad cambia. Fuerza (F): Es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento. Las fuerzas se representan mediante flechas (vectores). Los segmentos de recta indican la dirección y el extremo acabado en una punta de flecha, el sentido. La unidad de medida en el Sistema Internacional (SI) es el newton [N] y se expresa en términos de las unidades fundamentales de longitud, tiempo y masa. 1 N = 1 kg m/s 2 La representación de las fuerzas en un diagrama se denomina Diagrama de Cuerpo Libre (DCL). Tipos de fuerzas: Fuerza de contacto: Resultado del contacto físico entre el cuerpo y sus

3 alrededores. Fuerza de campo: Resulta de una acción a distancia entre el cuerpo y sus alrededores Actividad 1: Piense al menos dos fuerzas de contacto y dos fuerzas de campo. Fuerza neta (F n ): Cuando varias fuerzas son aplicadas a la vez sobre un objeto, se combinan y dan origen a una sola fuerza llamada Fuerza Neta, Fuerza Resultante o Fuerza Total, y corresponde a la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Si aplicamos dos fuerzas en el mismo sentido, la fuerza neta será la suma de éstas. F 1= 5 N F 2 = 10 N F N = F 2 + F 1 = 10 N + 5 N = 15 N Si aplicamos dos fuerzas en sentidos contrarios, la fuerza total será el resultado de la resta de éstas. F 1= 5 N F 2 = 10 N F N = F 2 - F 1 = 10 N - 5 N = 5 N Actividad 2: Calcule F n, en cada situación: Sea, F 1 = 8 N y F 2 = 6 N

4 Condiciones de equilibrio de objetos grandes: Para que un objeto grande sobre el que actúan fuerzas, se encuentre en equilibrio es preciso que la suma de todas las fuerzas sea cero, y además no debe de girar el objeto. F N = 0 Aprendiendo a descubrir las fuerzas que actúan sobre los objetos. Para descubrir las fuerzas que están actuando sobre los objetos, en cada caso se debe plantear si están presentes las siguientes fuerzas: 1. Fuerza Peso (P): es la fuerza con que la Tierra atrae (gravedad terrestre) a un objeto, por tanto, es una interacción entre dos cuerpos y no una medida de un objeto. Esta fuerza está dirigida hacia el centro de la tierra. Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre y, por tanto, también será mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa. P = m g (P = Peso, m = masa, g = aceleración de la gravedad = 9,8 m/ s 2 ). El peso de un cuerpo varía con la gravedad, a mayor gravedad, mayor peso. No es lo mismo el peso en la Tierra que el peso en otro planeta. El peso se mide con un dinamómetro. ATENCIÓN!: La masa de un cuerpo no debe confundirse con su peso. La masa depende de la cantidad de materia que tiene el cuerpo y es constante, no depende de dónde esté. Se mide con una balanza. La tendencia de un cuerpo a resistir un cambio en su movimiento se llama inercia. La masa es una medida de la inercia de un cuerpo. El peso se refiere a la fuerza de gravedad sobre un cuerpo, que no debe confundirse con su masa. 2. Fuerza Normal ( normal significa perpendicular a la superficie, N): es la fuerza que debe ejercer una superficie, sobre un cuerpo apoyado sobre ella para sostenerlo. No hay ninguna fórmula para calcular la Normal (N) directamente, sino que debemos deducirla del resto de fuerzas que actúan sobre el cuerpo. 3. Fuerza de roce o de fricción (F r ): es la fuerza que se opone siempre al movimiento de un objeto. Surge al tratar de desplazar un objeto que se encuentra apoyado sobre otro o sobre una superficie. La fuerza de rozamiento depende del tipo de superficies en contacto, siendo mayor cuanto más rugosas sean. 4. Fuerza de tensión (T): es la fuerza que puede existir debido a la interacción en un resorte, cuerda o cable cuando está atado a un cuerpo y se jala o tensa. Esta fuerza ocurre hacia fuera del objeto y es paralela al resorte, cuerda o cable en el punto de la unión.

5 5. Fuerza elástica (F e ): es la fuerza ejercida por objetos tales como resortes, elásticos y reglas plásticas. La expresión matemática para la fuerza elástica es: F = K. ΔL A cada resorte se le atribuye en el momento de su fabricación, un valor constante K, llamado constante elástica que depende de las características del material con que está fabricado pero también del tamaño y espesor del alambre. La elongación del resorte, es decir, el cambio en la longitud ΔL (ΔL = L f L i, siendo L f la longitud final y L i la longitud inicial de equilibrio), sufrido por el estiramiento o compresión a que se lo someta, es proporcional a la fuerza que se aplica sobre él. Cuándo un elástico o un resorte están comprimidos, existe una forma particular de energía que existe entre ellos. Es una energía en potencia, del mismo tipo que la energía potencial gravitatoria que ya estudiamos y para distinguirla la llamaremos energía potencial elástica. Actividad 3: 1. Qué unidad de medida tiene la fuerza elástica? 2. Una vez respondido 1. indique qué unidad de medida debe poseer K 3. Si el resorte está comprimido almacena una energía. 4. Si el resorte se libera, estirándose, transformará la energía descripta en 3. en energía. Actividad 4: Complete el siguiente diagrama de cuerpo libre:

6 La visión Galileana del movimiento Las experiencias de Galileo sirvieron de base para enunciar la primera ley del movimiento (en ausencia de fricción o roce). Ideó un experimento empleando planos inclinados; al dejar rodar una esfera entre dos planos inclinados de diferente inclinación observó; que al reducir la fuerza de fricción ejercida por el plano sobre la esfera, ésta alcanzaba prácticamente la misma altura en ambos planos recorriendo una mayor distancia en el plano de menor inclinación. Cada vez que la inclinación del plano disminuía la esfera recorría una mayor distancia hasta alcanzar la misma altura infiriendo que con una superficie plana y lisa ideal, la esfera seguiría rodando indefinidamente con un movimiento rectilíneo uniforme pues no habría nada que le hiciera cambiar su movimiento. Concluyó indicando que si un cuerpo está en movimiento o si está en reposo solo saldrá de él cuándo algo le haga cambiar su estado de movimiento. Actividad 5: Verdadero o Falso? Justifique. 1. Si un cuerpo está en reposo, la fuerza total que actúa sobre él es cero. 2. Si un cuerpo está moviéndose, la fuerza total que actúa sobre él no puede ser cero. 3. Un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza, se mueve aceleradamente. 4. Un cuerpo puede estar moviéndose y ser cero la fuerza total que actúa sobre él. 5. Un cuerpo está moviéndose en línea recta y con velocidad constante, porque sobre él actúa una sola fuerza. 6. Sobre un cuerpo pueden estar actuando dos fuerzas y estar en reposo. 7. Sobre un cuerpo pueden estar actuando dos fuerzas y estar en Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU, dónde la velocidad es constante en todo momento). 8. Un cuerpo sobre el que actúa una sola fuerza puede estar en reposo.

7 Fuerzas que no realizan trabajo: El trabajo está relacionado con un cambio que produce la fuerza en posición del cuerpo, por ejemplo, si sostenemos un paquete con las manos pero no lo movemos no realizamos trabajo porque no lo desplazamos. Pero además del estado de reposo, hay otros casos en los que las fuerzas aplicadas no realizan trabajo porque su dirección es perpendicular (o sea forma un ángulo de 90º, por lo tanto cos 90º = 0) a la del desplazamiento. Actividad 6: teniendo en cuenta lo desarrollada en las clases y actividades anteriores, mencione 3 fuerzas que no realizan trabajo. Ejemplifique. La energía en choques o colisiones. Un choque o colisión es una interacción entre dos o más objetos en la que se produce un intercambio energético muy veloz. Los choques o colisiones se clasifican en: 1. Choque inelástico: es un tipo de colisión en que parte de la energía cinética que inicialmente tienen los cuerpos que chocan se pierde parcial o totalmente en deformaciones y calentamientos. Por ejemplo un choque entre dos autos. 2. Choque elástico: un choque en que la energía cinética que traen los cuerpos no se pierde, a los sumo se intercambia parcialmente entre ellos, se llama elástico. Es decir, no se producen deformaciones ni calentamientos. Este es un tipo muy especial de colisión para la física ya que a nivel microscópico, es mucho más común que en la vida cotidiana. Por ejemplo, es posible considerar que en un gas ideal las moléculas se desplazan a grandes velocidades y chocan elásticamente entre ellas sin pérdida de la energía cinética total de las moléculas, lo que implica que no cambiará la temperatura del gas. Actividad 7: tache lo que NO corresponda. 1. Cuando un auto choca contra un obstáculo, se deforma. El choque es elástico / inelástico y su energía cinética aumenta / disminuye 2. Las moléculas de un gas ideal se desplazan a grandes velocidades y chocan inelásticamente / elásticamente produciendo que la energía cinética disminuya / aumente / se conserve