Las fuerzas y los movimientos

TRABAJO PRÁCTICO Nº3

Didáctica de las Ciencias Naturales

Integrantes: Almeida, Melanie

Bexiga, Vanesa

De Pietro, Macarena

Di Natale, Soledad

Flacco, Giuliana

Curso: 2º3º de inicial

Turno: Vespertino

I.S.F.D Nº45

LAS FUERZAS Y LOS MOVIMIENTOS

El movimiento es relativo

No tiene mucho sentido preguntarse si algo se mueve, sin aclarar con respecto a qué se mueve. Es como preguntarnos si algo está a la derecha o la izquierda, sin aclarar a la derecha o a la izquierda de qué cosa.

La propiedad más importante del movimiento es su persistencia. Un objeto que se está moviendo en línea recta y con velocidad constante se seguirá moviendo por toda la eternidad, a menos que algo lo frene. Si estás viajando en un colectivo y de pronto frena, te vas para adelante. ¿Por qué? Porque te estabas moviendo, y tu movimiento persiste. Pero al final te frenas, porque te agarras de una manija o porque la fuerza de rozamiento contra el piso te detiene.

Este fenómeno es una de las leyes más fundamentales del universo y se llama principio de inercia. Toda la ciencia moderna está construida sobre él. Tan importante es este principio, que es la primera de las leyes del movimiento. Fue descubierto en etapas por Galileo Galilei y René Descartes, y formulado en forma precisa por Isaac Newton.

Las leyes de Newton

Enunció tres leyes fundamentales con las que se pueden explicar todos los movimientos de los cuerpos, incluso de los planetas, las estrellas y los satélites. Resultaron esenciales para el desarrollo de la ciencia.

⦁ Primera ley: “Todo cuerpo tenderá a mantener su movimiento, ya sea rectilíneo y uniforme o de reposo, siempre y cuando no actúe ninguna fuerza sobre él.” Señala dos cosas:

⦁ Si se tiene un cuerpo cualquiera e reposo, jamás se pondrá en movimiento por sí mismo y sólo lo hará cuando se le aplique una fuerza;

⦁ Si, por el contrario, el cuerpo estaba moviéndose, seguirá haciéndolo sin cambiar su velocidad ni su dirección, siempre y cuando no haya nadie ni nada que ejerza una fuerza sobre él.

Las cosas tienden a seguir haciendo lo que estaban haciendo: si estaban quietas, querrán quedarse quietas; si estaban en movimiento, querrán seguir con el mismo movimiento.

En la Tierra es difícil observar el principio de inercia, ya que las cosas al moverse rozan con el piso, con el aire o con cualquier cosa que esté en su camino. Este rozamiento frena los cuerpos y, por lo tanto, impide que continúen su viaje indefinido.

⦁ Segunda ley: “Un cuerpo cualquiera cambiará su velocidad más rápido cuanto mayor sea la fuerza que se le aplique.” Newton se dio cuenta de que la única cosa que podía cambiar el movimiento de los cuerpos era la acción de una fuerza. Pudo demostrar que siempre que un cuerpo cambia de velocidad, alguna fuerza está actuando sobre él. Definió a la fuerza como una acción ejercida sobre un cuerpo para cambiar su estado de movimiento, ya sea de reposo o uniforme en línea recta. Cuanto mayor sea la fuerza, más rápido se moverá el cuerpo. Resulta entonces que la fuerza está directamente relacionada con el cambio de velocidad.

⦁ Tercera ley: “Cuanto mayor sea la fuerza, mayor será el cambio de velocidad, mientras que cuanto mayor sea la masa, menos será el cambio.” Newton se percató de que hay otra cosa que influye, además de la fuerza. Se dio cuenta de que si se quiere mover un objeto que tenga más materia que otro, se debe hacer más fuerza. A la cantidad de materia que tiene un cuerpo, Newton la llamó masa. Esta se mide en kilogramo masa.

FUERZAS

La fuerza actúa solamente mientras se la aplica, y no permanece en el cuerpo cuando la acción concluye. Cuando se empuja un cuerpo se está aplicando una fuerza. En el momento en que se lo suelta, ya no se aplica más la fuerza y el cuerpo se sigue moviendo por inercia y no por alguna fuerza mágica en su interior.

⦁ La fuerza peso: el peso es la fuerza con que la Tierra atrae a todos los objetos que se encuentran cerca de ella. Esta apunta hacia el centro de la Tierra y es más grande cuanto mayor sea la masa del cuerpo que es atraído. También se la llama fuerza de gravedad terrestre. No sólo afecta a la Tierra y los objetos cercanos, sino que influye sobre los planetas, el Sol y el resto de los cuerpos celestes.

⦁ La fuerza de rozamiento: el rozamiento o fricción es la resistencia que aparece cuando dos superficies están en contacto; es una fuerza contraria al movimiento, es decir, una fuerza que frena. Es la responsable de que los cuerpos no se muevan indefinidamente cuando se ponen en movimiento.

Cuando un cuerpo se frena, no es porque la fuerza que lo puso en movimiento se acabe sino porque la fuerza de rozamiento lo detiene.

⦁ Unidades para medir fuerzas: las fuerzas se miden en una unidad llamada newton (N). Cuando se levanta, se empuja o se tira de un objeto, sobre él se aplica una fuerza cuya intensidad se expresará en newton. Hay otra unidad para medir fuerzas que es más conocida: el kilogramo fuerza (kgf) que equivale a 9,8 N.

Las fuerzas se miden con instrumentos llamados balanzas de fuerzas o dinamómetros. El dinamómetro mide la fuerza de gravedad con que la Tierra atrajo al cuerpo colgado en el resorte.

⦁ Vectores: los físicos representan las fuerzas por medio de flechas, que en física y en matemática se denominan vectores. Mediante un vector se puede representar las tres características fundamentales de una fuerza: la dirección, el sentido y la intensidad. Así pues, a toda magnitud que tenga dirección, sentido e intensidad, se la denomina magnitud vectorial. La dirección indica cual es la recta donde se encuentra la fuerza; el sentido indica para qué lado de la recta apunta; y la intensidad determina el valor (cantidad de N o kgf).

Flotación y empuje

⦁ Peso específico: si se calcula la relación entre el peso de un cuerpo y el volumen que ocupa, el resultado será siempre el mismo, mientras no se cambie la sustancia. A esa relación los físicos la llaman peso específico, porque es específico de cada sustancia. Se puede concluir que cada sustancia tiene su propio P.E y es posible distinguirlas por esta propiedad.

⦁ Cuerpos sumergidos: Arquímedes descubrió que el empuje que hacen los líquidos es igual en valor al peso del líquido que se derrama (o desplaza) cuando se sumerge el cuerpo. Esto se conoce como principio de Arquímedes. Puede decirse entonces, que el empuje es igual al pedo del líquido desplazado.

Presión en líquidos y gases

Según el estado en que se encuentra la materia, las partículas que la forman tienen más o menos libertad para moverse.

En el caso de los sólidos es donde tienen menos libertad, un poco más en los líquidos y mucho más en los gases. La libertad que poseen estos últimos dos estados de la materia permite que puedan fluir, es decir, que las moléculas de los líquidos o de los gases se muevan libremente de una posición a otra, resbalando unas sobre otras.

Un líquido o un gas toman la forma del recipiente que lo contiene y a las sustancias que tienen estas propiedades se las denomina fluidos. Otra característica fundamental de los fluidos es que ejercen sobre las paredes del recipiente que los contiene una presión, cuando se les aplica una fuerza. Si llenamos un recipiente con un líquido o un gas, el peso del fluido sobre la base del recipiente ejerce una presión.

Se define a la presión como el cociente entre la fuerza aplicada sobre una superficie y el área de dicha superficie. Esta se mide en Pascal (N/m2).

⦁ La presión que ejercen los líquidos: la presión que ejerce una columna de líquido es directamente proporcional a la altura de esta y al peso específico del líquido que la compone.

⦁ La presión que ejerce el aire: debido a la presión atmosférica, todos los objetos que contengan aire en su interior y estén ubicados sobre la superficie terrestre, deberán tener una presión interior aproximadamente igual a la atmosférica. Si la presión interna es mayor y las paredes del cuerpo flexibles, el cuerpo tiende a deformarse, hinchándose como un globo. Si las paredes del cuerpo son rígidas, en cambio, se mantiene la presión en su interior. Si en el interior del cuerpo hay una presión menor que la atmosférica y las paredes son flexibles, el cuerpo tiende a aplastarse. Si las paredes del cuerpo son rígidas, en cambio, el recipiente mantiene su forma, pero tiene en su interior una presión menor que la atmosférica. Si la presión dentro del recipiente es muy baja, se dice que en el interior se hizo vacío.

EFECTOS DEL CALOR

El calor que se comunica a un cuerpo además de aumentar su energía interna produce tres tipos de efectos físicos: variación de la temperatura, dilatación o contracción y cambio de estado.

VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA

El efecto más inmediato del intercambio de calor entre dos cuerpos es la variación de la temperatura.

Si un cuerpo recibe energía en forma de calor aumenta su temperatura. El aporte de calor se considera positivo.

Si un cuerpo pierde energía en forma de calor, disminuye su temperatura. La pérdida de calor se considera negativa.

Si calentamos de igual forma dos sustancias diferentes (la misma cantidad de agua y aceite por ejemplo), comprobamos que el aceite alcanza primero mayores temperaturas. Esta propiedad es la capacidad calorífica o calor específico de un cuerpo y mide su facilidad para enfriarse o calentarse.

DILATACIÓN Y CONTRACCIÓN

Tanto los

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