Fuerzas en la naturaleza

Transcripción

1 Fuerzas en la naturaleza

2 Fuerzas Se define fuerza como toda causa que puede tener un efecto, bien cambios en el estado de movimiento de un cuerpo, bien una deformación en él. Unidad en el SI : newton (N). Cuidado con el lenguaje no científico. La fuerza no se tiene, se aplica o ejerce.

3 Fuerza? Fuerzas

4 Tipos de fuerza Según la propiedad de la materia con la que se relacionan pueden ser: 1) Gravitatorias. Se deben a la masa de los cuerpos.

5 Tipos de fuerza 2)Electromagnéticas. Tienen su origen en las propiedades eléctricas y magnéticas de la materia.

6 Tipos de fuerza 3) Nucleares. Explican la radiactividad o la energía que liberan las estrellas.

7 Tipos de fuerza Según la necesidad de contacto: 1) Hay necesidad de contacto: empujar un objeto, la fuerza de rozamiento...

8 Tipos de fuerza 2)No hay necesidad de contacto: la fuerza gravitatoria, electromagnética... Fuerza a distancia

9 Fuerzas cotidianas 1) Rozamiento. Es una fuerza de origen electromagnético que actúa sobre la superficie de los cuerpos, oponiéndose a su movimiento. Rozamiento

10 Fuerzas cotidianas 2) Peso. Es la fuerza con la que la Tierra atrae un cuerpo. Su expresión matemática es: P = mg. El peso P, y la masa m, están relacionados mediante la expresión anterior, pero no son el mismo concepto. El peso es una fuerza (se mide en N) y la masa no es una fuerza. La aceleración de la gravedad en la Tierra es de 9,8 m/s². En otros cuerpos celestes, este valor es diferente.

11 Fuerzas cotidianas 3) Normal Cuando colocamos un objeto sobre una superficie, por qué no se hunde, atravesando la superficie y cayendo al suelo? Estamos acostumbrados a observar que esto no sucede, pero la respuesta a este hecho es que existe una fuerza que actúa sobre el objeto, y es perpendicular a la superficie de contacto.

12 Fuerzas cotidianas 4) Tensión Cuando colgamos un cuerpo de una cuerda o cable observamos que éstos se tensan. Si en la cuerda no apareciera la fuerza de tensión (T), ésta se rompería de inmediato.

13 Fuerzas cotidianas 5) Fuerza elástica Cuando tiramos de un muelle podemos observar una fuerza que se opone al estiramiento. Si soltamos el muelle, éste recupera su forma original. La fuerza responsable de éste proceso es la fuerza elástica o recuperadora, que estudiaremos en este tema.

14 Naturaleza de las fuerzas cotidianas Salvo la fuerza gravitatoria, el resto de fuerzas estudiadas son electromagnéticas. La fuerza gravitatoria siempre es atractiva, mientras que la fuerza electromagnética puede ser atractiva o repulsiva.

15 Deformaciones elásticas Las fuerzas pueden producir deformaciones en los objetos. En este curso nos centraremos solamente en las deformaciones elásticas, que son aquellas en las que los cuerpos recuperan su forma original tras la aplicación de la fuerza. Las deformaciones elásticas siguen la ley de Hooke: la deformación de un muelle es directamente proporcional a la fuerza que se aplica para deformarlo.

16 Ley de Hooke F = k x. F representa la fuerza que se aplica para deformar el muelle (N). K es la constante elástica o recuperadora del muelle (N/m). X es la elongación y es lo que se comprime o estira el muelle al aplicar la fuerza (m). Ley de Hooke

17 Movimientos Hasta el momento hemos estudiado qué es lo que causa el movimiento (las fuerzas). En esta parte del tema introduciremos conceptos necesarios para entender qué es el movimiento. 1)Sistema de referencia: lugar, llamado origen del sistema, junto con la forma de localizar el objeto en él.

18 Sistema de referencia Pongamos un ejemplo. Imaginad que estáis esperando el metro en la estación. Las personas que están dentro de un vagón en movimiento se observan unas a otras en reposo(paradas). En cambio una persona que observa desde la estación percibe que esas personas están en movimiento, al igual que el vagón. Entonces, las personas del vagón se mueven?

19 Sistema de referencia Lo correcto en física es afirmar que el vagón y las personas que viajan en su interior se mueven respecto a la estación. En este caso la estación es el sistema de referencia. Si preguntamos a una persona del vagón, dirá que cualquier otra en su interior no se mueve ( salvo que se ponga a pasear por el interior del vagón). En este último caso podríamos afirmar que las personas del vagón están quietas, si tomamos como sistema de referencia el vagón.

20 Sistemas de referencia En este enlace podéis acceder a una pequeña animación sobre los sistemas de referencia: Sistemas de referencia

21 Posición La posición es lugar donde se encuentra un objeto respecto al origen de un sistema de referencia. En el sistema internacional se mide en metros (m).

22 Trayectoria Línea que resulta de unir todas las posiciones por las que va pasando un cuerpo durante su movimiento.

23 Trayectoria Si la trayectoria es una línea recta se habla de movimientos rectilíneos. Si la trayectoria es una línea curva se habla de movimientos curvilíneos. Un caso particular de este tipo de movimiento es el movimiento circular. La trayectoria siempre depende del sistema de referencia.

24 Espacio recorrido Es la distancia entre la posición final y la posición inicial, medida sobre la trayectoria de un cuerpo en movimiento. e = s₄ s₃

25 Rapidez media Es el cociente entre el espacio recorrido y el tiempo empleado en recorrerlo. En el sistema internacional se mide en m/s. v = e/t La rapidez instantánea está referida a un momento concreto del movimiento. La rapidez instantánea no tiene por qué ser la misma durante todo el movimiento.

26 Aceleración Cociente entre la variación de la rapidez y el tiempo en la que esta variación se produce: a= v₄ v₃/t Los movimientos uniformes son aquellos que se desarrollan a rapidez constante. Los movimientos acelerados son aquellos que se desarrollan a rapidez variable. Si a >0 un objeto acelera (aumenta la rapidez) Si a<0 un objeto frena (disminuye la rapidez)