Fuerza constante en la dirección del movimiento y MRUA

El movimiento rectilíneo uniformemente variado se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la velocidad varía proporcionalmente al tiempo lo que determina una aceleración constante.


Este movimiento puede ser acelerado si el módulo de la velocidad aumenta a medida que transcurre el tiempo y retardado si el módulo de la velocidad disminuye en el transcurso del tiempo. En esta práctica vamos a estudiar las características del MRUA.


La ecuación de la velocidad de un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente variado con una aceleración a es:

donde v0 es la velocidad del móvil en el instante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales.


La ecuación de la posición es:
Aceleración: es la variación de velocidad en un intervalo de tiempo. Supongamos que un objeto esta en movimiento a una velocidad constante y que la velocidad cambia, esto es una aceleración, hay un cambio en la velocidad con el tiempo.
En otras palabras, la aceleración es el cambio de velocidad divido el tiempo que se emplea para realizar dicho cambio. La ecuación que se utiliza para calcular la aceleración es:

En un MRUV la aceleración es constante porque para iguales intervalos de tiempo el aumento o disminución de la velocidad es constante, es decir que cambia en la misma cantidad en cada unidad de tiempo.


La aceleración es una magnitud vectorial que tiene dirección que es la trayectoria, un sentido que es el de la velocidad y un modulo que es la ecuación ya mencionada.
El signo menos indica la dirección de la aceleración como vector. Cuando la aceleración es opuesta a la dirección del movimiento inicial, el móvil se mueve mas lento a media que transcurre el tiempo a este fenómeno se le llama desaceleración.


Una aceleración negativa no necesariamente significa que un objeto en movimiento desacelera. Los signos + y - indican los sentidos vectoriales con respecto al eje de referencia tomado para cada caso.

Cambio del ímpetu y Segunda Ley de Newton

El ímpetu es una forma extraña de llamar a la cantidad de movimiento, representado generalmente con la letra "p" y que es igual al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad.

Es una magnitud que nos da una idea un poco más precisa de la energía que posee un cuerpo en movimiento que si nos limitamos a medir la velocidad. Un cuerpo de 1 gramo que viaja a 100 km/h tiene menos cantidad de movimiento que un cuerpo de 100 kg que viaja a la misma velocidad, no sé si me explico..

Por "cambio del ímpetu" se refiere a la variación de la cantidad de movimiento y es, de acuerdo a la segunda ley de Newton, la fuerza exterior neta que actúa sobre un cuerpo:

F = m · a

F = m · dv/dt

Si p = m · dv

F = dp/dt

Es decir, la fuerza exterior neta que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación instantánea de su cantidad de movimiento.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

Fuerza resultante cero, (vectores desde un punto de vista operativo,

Vectores y Escalares

Un vector en física es una cantidad que tiene magnitud, dirección y sentido al mismo tiempo.

Las magnitudes vectoriales quedan representadas por un ente matemático que recibe el nombre de vector. En un espacio euclidiano, de no más de tres dimensiones, un vector se representa por un segmento orientado. Así, un vector queda caracterizado por los siguientes elementos: su longitud o módulo, siempre positivo por definición, y su dirección, la cual puede ser representada mediante la suma de sus componentes vectoriales ortogonales, paralelas a los ejes de coordenadas; o mediante coordenadas polares, que determinan el ángulo que forma el vector con los ejes positivos de coordenadas.

Una magnitud escalar es aquella que solo posee módulo, como por ejemplo: el tiempo, el volumen, la masa, la densidad de los cuerpos, el trabajo mecánico.

A diferencia de las magnitudes escalares, las magnitudes vectoriales poseen dirección y sentido.

Fuerza Resultante Cero

Si sobre un cuerpo actúan varias fuerzas se pueden sumar las mismas de forma vectorial como suma de vectores obteniendo una fuerza resultante, es decir equivalente a todas las demás. Si la resultante de fuerzas es igual a cero, el efecto es el mismo que si no hubiera fuerzas aplicadas: el cuerpo se mantiene en reposo o con movimiento rectilíneo uniforme, es decir que no modifica su velocidad.

La fuerza resultante cero es una magnitud vectorial, puesto que el momento lineal lo es, y esto significa que tiene módulo, dirección y sentido. Al conjunto de fuerzas que actúan sobre un cuerpo se le llama sistema de fuerzas. Si las fuerzas tienen el mismo punto de aplicación se habla de fuerzas concurrentes. Si son paralelas y tienen distinto punto de aplicación se habla de fuerzas paralelas.
Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza total o resultante. Si la fuerza resultante es nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante. Esto quiere decir que todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme mientras no actúe sobre él una fuerza resultante no nula.

1ª Ley de Newton y Movimiento Rectilíneo Uniforme.

1ª Ley de Newton 

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, nos dice que si sobre un cuerpo no actua ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).


Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

Movimiento Rectilíneo Uniforme.

De acuerdo a la 1ª Ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.

 

Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas. El movimiento es inherente que va relacioneado y podemos decir que forma parte de la materia misma.

 

Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total.

 

El MRU se caracteriza por:

a)Movimiento que se realiza en una sóla direccion en el eje horizontal.

b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables.

c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración=0).

 

Relación Matemática del MRU:

El concepto de velocidad es el cambio de posición (desplazamiento) con respecto al tiempo.

Fórmula:

v= d/t  ;  d=v*t   ;  t=d/v

 

v=velocidad         d=distancia o desplazamiento    t=tiempo

 

Sesión 4

¿Cuáles son las magnitudes y unidades de uso cotidiano?

EQUIPO	MAGNITUDES	UNIDADES
1	Temperatura,longitud,masa,intensidad Luminosa, volumen, velocidad, tiempo, corriente eléctrica	(oC), (KM), (G), (j), (A), (Cm3),(km/h), (s)
2	Velocidad, energía, fuerza, aceleración	(m/s) (J) (n) (m/s2)
3	ENERGIA, TIEMPO, VELOCIDAD, MASA, FUERZA, TEMPERATURA	(J) (s)(kg) (n) (c)
4	Peso,Distancia,Tiempo,Temperatura.	(g)(m)(s)(ºc)
5	Distancia, peso, temperatura, volumen	(d) (kg) (oC) (cm3)
6	Longitud, masa, tiempo, temperatura.	(m), (Kg), (s), (0 F).

Magnitudes Básicas:

Longitud, Masa, tiempo, m, Kg, segundos.

Magnitudes derivadas, son la combinación de las magnitudes básicas

Ejemplo  ladoxlado= Área m.m= m²

Volumen = l.l.l = m.m.m = m³

^{Actividad de laboratorio 1}

^{Magnitudes y unidades}

^{Calcular la distancia} en Km de la suma de estaturas del grupo.

Calcular las toneladas de la suma del peso de los alumnos del grupo

¿Cuántos siglos es la suma de las edades de los alumnos del grupo?

Datos, 

Material: Flexometro, bascula, edad en números redondos.

Datos: peso, estatura, edad, se registraron en Excel.

Recapitulación 1

Por equipo hacer un resumen de las dos sesiones anteriores, un alumno del equipo lee el resumen y se aclaran las dudas.

Equipo	Resumen
1	En la sesión 1 se hizo la presentación del curso  realizamos un examen diagnostico  junto con la presentación del profesor y alumnos explico el cronograma del curso, forma de evaluación y trabajos, en la sesión 2 conocimos como relacionar la física con los sentidos, también que ramas de la física se relacionan con los mismos. Aprendimos que es un sistema  físico  también que es y por que es importante la física como se relaciona con la naturaleza y sus fenómenos.
2	El primer día tuvimos la oportunidad de presentarnos he irnos conociendo como grupo y la realización de un examen diagnostico, en la segunda sesión compartimos diferentes puntos de visto acerca de la importancia de la física ya que sin ella no podríamos comprender los sucesos naturales y la tecnología, también comentamos sobre los sistemas físicos aunque no llegamos a concretar lo que es un sistema!!!
3	El primer día nos presentamos y hubo un examen diagnostico. El jueves se vio la importancia de la física en la naturaleza y en la vida cotidiana, así como que es un sistema físico y las ramas de la física.
4	La primera sesión consistió en la presentación, la realización del examen diagnostico, la explicación de la forma de trabajo y en la forma de crear el blog. En la segunda comentamos sobre la importancia de la física en diversos ámbitos y definimos lo que es un sistema físico, dimos ejemplos relacionados con los sentidos.
5	Martes 10: El profesor realizo una presentación de él y posteriormente cada uno se presentó diciendo su nombre, de donde vienen y a donde van. Jueves 12: Hablamos sobre la importancia de la física en la vida cotidiana como en la naturaleza, ya que explica verazmente el por qué de los fenómenos o acciones  que pasan alrededor de nosotros, después discutimos sobre los sistemas físicos y las ramas físicas como el oído, la vista, el gusto, el tacto y el olfato, así como también  algunos tipos de energía.
6	En este curso de física empezamos con la presentación, la cual contenía el plan de estudios, forma de evaluación, y de trabajo, se nos pidió elaborar un blogger  en donde subiremos  lo realizado a lo largo del semestre y por ultimo se nos aplico un examen. Expusimos la importancia de la física en  la naturaleza, en la vida cotidiana y en la tecnología, al igual  que es un sistema físico con ejemplos apoyándonos de la tarea previa. Después  en grupo elegimos  un tema de las diferentes ramas de la  física para dar unos ejemplos de cómo  lo aplicamos en nuestra vida.

 

Interacciones y fuerzas, aspecto cualitativo

Interacciones y fuerzas

Se llaman interacciones a las acciones mutuas que los cuerpos ejercen unos sobre otros. Los cuerpos interaccionan por parejas, de tal forma que los dos participantes representan papeles semejantes. Para la física, todos los seres vivos y no vivos interaccionan.

• Interacciones a distancia.
  Se produce esta interacción cuando dos cuerpos actúan el uno sobre el otro sin que haya ningún contacto directo ni ningún cuerpo o medio interpuesto entre ellos. De este tipo son todas las interacciones fundamentales de la naturaleza; por ejemplo, la gravitación o el electromagnetismo. La Tierra atrae a todos los cuerpos en su proximidad sin que sea necesario que estén en contacto con su superficie.
• Interacciones de contacto.
  Dos objetos al chocar o, simplemente, cuando parte de sus superficies están juntas, interaccionan. Estas interacciones de contacto reflejan la resistencia de los cuerpos a ser atravesados o a fragmentarse.
• Las interacciones de contacto entre tres objetos pueden reinterpretarse a veces como interacciones a través de un medio. Este medio no tiene porqué ser sólido, puede ser un fluido: gas o líquido.

Fuerzas

La interacción entre dos cuerpos A y B se traduce en dos fuerzas: la que el cuerpo A ejerce sobre el cuerpo B y la que el cuerpo B ejerce sobre el A.

A nuestro alrededor se están aplicando fuerzas constantemente. Unas veces actúan durante un brevísimo espacio de tiempo, en este caso se denominan instantáneas, y otras, en cambio, son permanentes.

En cualquier caso, nunca puede haber una fuerza aplicada sobre un cuerpo si no hay otro que se la proporciona. Es decir, las fuerzas son el resultado de la interacción entre dos o más cuerpos.

Inercia, sistema de referencia y reposo

Inercia

Es la propiedad de los cuerpos que hace que éstos tiendan a conservar su estado de reposo o de movimiento. La inercia es una propiedad mensurable. Su medida se llama masa.

La tendencia de un cuerpo a resistir un cambio en su movimiento se llama inercia. La masa es una medida de lainercia de un cuerpo. El peso se refiere a la fuerza de gravedad sobre un cuerpo, que no debe confundirse con su masa.

Sistema de referencia y reposo

Un sistema de referencia es un conjunto de coordenadas espacio-tiempo que se requiere para poder determinar la posición de un punto en el espacio. Un sistema de referencia puede estar situado en el ojo de un observador. El ojo puede estar parado o en movimiento.
La trayectoria descrita por un móvil depende del sistema de referencia que arbitrariamente elijamos. En el ojo de la escena se sitúa nuestro sistema de referencia; modifica su posición y su velocidad y la velocidad del móvil (punto rojo) y verás cómo puede llegar a cambiar lo que percibe el ojo, en función de dónde esté y cómo se mueva.

La energía en reposo de una partícula másica es el valor de la energía total de un partícula medida por un observador que esté en reposo respecto o a la partícula. Para las partículas sin masa no puede definirse ya que resulta imposible encontrar un observador material que esté en reposo respecto a ellas de acuerdo con la  teoría de la relatividad de Einstein.

Ejemplos de hechos históricos trascendentes de la física

En el Siglo XVI Galileo fue pionero en el uso de experiencias para validar las teorías de la física. Se interesó en el movimiento de los astros y de los cuerpos. Usando instrumentos como el plano inclinado, descubrió la ley de la inercia de la dinámica, y con el uso de uno de los primeros telescopios observó que Júpiter tenía satélites girando a su alrededor y las manchas solares del Sol. Estas observaciones demostraban el modelo heliocéntrico de Copérnico y el hecho de que los cuerpos celestes no son perfectos e inmutables. En la misma época, las observaciones de Tycho Brahey los cálculos de Kepler permitieron establecer las leyes que gobiernan el movimiento de los planetas en el Sistema Solar.

En 1687 Newton publicó los Principios Matemáticos de la Naturaleza , una obra en la que se describen las leyes clásicas de la dinámica conocidas como:Leyes de Newton; y la lLa ley de gravitación universal de Newton . El primer grupo de leyes permitía explicar la dinámica de los cuerpos y hacer predicciones del movimiento y equilibrio de cuerpos, la segunda ley permitía demostrar las leyes de Kepler del movimiento de los planetas y explicar la gravedad terrestre (de aquí el nombre de gravedad universal). En esta época se puso de manifiesto uno de los principios básicos de la física, las leyes de la física son las mismas en cualquier punto del Universo El desarrollo por Newton y Leibniz del cálculo matemático proporcionó las herramientas matemáticas para el desarrollo de la física como ciencia capaz de realizar predicciones. En esta época desarrollaron sus trabajos físicos como Robert Hooke y Christian Huiguens estudiando las propiedades básicas de la materia y de la luz.

A finales del siglo XVII la física comienza a influir en el desarrollo tecnológico permitiendo a su vez un avance más rápido de la propia física.

El desarrollo instrumental (telescopios, microscopios y otros instrumentos) y el desarrollo de experimentos cada vez más sofisticados permitieron obtener grandes éxitos como la medida de la masa de la Tierra en el experimento de la balanza de torción.

También aparecen las primeras sociedades científicas como la Royal Society en Londres en 1660 y la Academié de sciences en París en 1666 como instrumentos de comunicación e intercambio científico, teniendo en los primeros tiempos de ambas sociedades un papel preeminente las ciencias físicas.

Planteamiento de problemas, formulación y prueba de hipótesis y elaboración de modelos

Planteamiento del problema

IDEA SOBRE EL ASUNTO... PROCESO DE REFLEXIÓN (PROFUNDIZAR EN EL TEMA)

CONSULTAS... REVISION PRELIMINAR DE LITERATURA

Planear un problema es afinar su estructura formalmente. Se debe describir el problema en términos concretos, explícitos y específicos, de manera que los argumentos puedan ser investigados por medio de los procedimientos científicos.
El planteamiento del problema debe estar expuesto con los criterios siguientes:

1. El problema debe estar formulado claramente; describir los hechos, situaciones, participantes, características del fenómeno, lugares, fechas,conflictos, dramas, situaciones difíciles, desenlaces, etc.. Defina claramente porque lo considera un problema y para quien –entendiendo por problema, la problemática planteada o el fenómeno estudiado-
2. Expresar el problema y su relación con una o más variables.
3. Expresar las posibilidades de realizar pruebas empíricas.

Formulación y prueba de hipótesis

Las hipótesis son proposiciones tentativas acerca de las relaciones entre dos o más variables y se apoyan en conocimientos organizados y sistematizados. Las hipótesis contienen variables; éstas con propiedades que pueden ser medidas mediante un proceso empírico. 

Las hipótesis contienen tres elementos estructurales que son:

● Las unidades de análisis o de observación. A saber, individuos, instituciones, conglomerados. 

● Las variables. Son los atributos, características, o propiedades cualitativas o cuantitativas que manifiestan en las 

unidades de observación.

● El enlace lògico o término de relación. Que describe la relación existente entre las unidades de análisis con las variables y de éstas entre sí.

Las hipótesis surgen normalmente del planteamiento del problema y la revisión de la literatura y algunas veces de las teorías. Pueden referirse a una situación real. Las variables contenidas deben ser precisadas, concretas y poder observarse en la realidad; la relación entre las variables debe ser clara, verosímil y medible. Asimismo, las hipótesis deben estar vinculadas con técnicas disponibles para probarlas.

Elaboración de modelos en el proyecto

Los modelos son una manera de ilustrar y aclarar sus ideas y de permitirle hacer análisis con base en distintas maneras de observar sus datos. En el transcurso de su análisis, los modelos pueden ser útiles como ayudas para la percepción de las vinculaciones entre los conceptos y/o los elementos de su proyecto, o como maneras de hacer informes y de mostrarlos.

Puede representar los posibles problemas o factores de su modelo mediante el uso de formas y la vinculación de dichas formas a elementos del proyecto (es decir, documentos, nodos ramificados, relaciones) a medida que los crea en el proyecto. Por otra parte, se pueden construir modelos con base en los elementos existentes en su proyecto, a fin de dar una visión alterna de los conceptos de sus datos.

Magnitudes y variables físicas

Magnitudes

Magnitud física es toda medición que consiste en atribuir un valor numérico cuantitativo a alguna propiedad de un cuerpo, como la longitud o el área. Estas propiedades, conocidas bajo el nombre de magnitudes físicas, pueden cuantificarse por comparación con un patrón o con partes de un patrón.

Ejemplos de magnitudes fiísicas: la masa, la longitud, el tiempo, la densidad, la temperatura, la velocidad, la aceleración, la energía, etc.

Variables

Las variables de la física principalmente son espacio (distancia), velocidad, aceleración y tiempo, pero las principales unidades son las de masa(kg), tiempo(seg), y distancia(m).

Las segundas son regularmente las que cambian en los problemas y k de estas se derivan todas las demás unidades conocidas.