GUÍA DE FÍSICA(FUERZA)

NOMBRE:………………………………………………………………………………………….PRIMER AÑO:………………………

Objetivo:

Identificar el concepto de Fuerza Conocer los efectos de la aplicación de fuerzas Relacionar la aplicación de fuerzas con la deformación de materiales elásticos

¿Qué es una Fuerza?

La idea de fuerza la podemos relacionar con cualquier tipo de acción que ejerce un cuerpo sobre otro. Todo cuerpo en la naturaleza interacciona con su medio, esto significa, que hay una acción recíproca entre todos los cuerpos ya sea por contacto directo o actuando a distancia.

“la medida de esta interacción se llama FUERZA su medida en el sistema internacional es el “Newton” “N” se denota por lo regular con la letra “ F⃗” . La fuerza por naturaleza se expresa matemáticamente como un vector”

EL CAMBIO COMO RESULTADO DE LAS INTERTACCIONES ENTRE LOS OBJETOS

¿Por qué ocurren cambios en el movimiento de los objetos? ¿Cómo se pueden producir cambios’

EL CAMBIO Y LAS INTERACCIONES

Hoy fue la final del torneo de futbol de las escuelas segundarias de la región metropolitana. El partido estaba a punto de terminar cuando Ricardo, el portero del equipo local, colocó el balón en el pasto y despejó hacia el centro de la cancha. Antes de que el balón cayera, un jugador lo golpeo con la cabeza que cambió su trayectoria y cayó a los pie de Rodrigo, el delantero del equipo local ,quién le pego con tanta fuerza y ¡Gol¡;el balón llegó al fondo de la red donde se detuvo .

Roberto analizó el partido para buscar estrategias para su equipo y se preguntó, ¿Qué cambios hubo en el balón durante el partido? ¿A qué se debieron estos cambios?

Contesta:

¿Por qué se mueve el balón de futbol?...................................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

¿Qué se tiene que hacer para detener el balón?....................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

¿Cómo se tiene que patear un balón para que llegue muy lejos?..........................................

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En nuestra vida cotidiana encontramos muchos fenómenos en los que se presentan cambios en la forma en que se mueven los objetos o nosotros mismos.

También observamos cambios cuando se deforma un objeto, ya sea de manera temporal, como una liga (elástico) cuando se estira, o permanente, cuando se abolla un automóvil.

Piensa y explica

Con la finalidad de que observes cómo una fuerza puede cambiar el movimiento de los objetos, realiza la siguiente actividad:

Coloca un carrito sobre una mesa y empújalo. Observa lo que pasa Empuja nuevamente el carrito y antes de que se detenga golpéalo con un objeto (pelota,

esfera) por atrás. Observa lo que sucede con la trayectoria del carrito. Representa con esquemas ambos casos. Señala la trayectoria

Contesta:

¿Qué cambios observaste?.....................................................................................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

¿La trayectoria del carrito en ambos casos fue la misma?.............................¿Por qué?........…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Toma un globo o pelota de esponja apriétala con la mano. Luego, realice lo mismo con una bola de plastilina. Observa lo que sucede en cada caso y responde:

¿Qué cambios ocurren?..........................................................................................................……………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Qué ocurre cuando se deja de apretar la pelota y la plastilina?...........................................……………………………………………………………………………………………………………………………………………

Elabora una hipótesis con la que expliques por qué sucedieron los cambios descritos anteriormente y compara tu hipótesis con la de otros compañeros.

¿Qué pasa cuando interactúan dos objetos?

En la actividad anterior los cambios que observaste se debieron a que se ejerció una acción directa sobre los objetos; la mano que empujó el carrito, la pelota que cambió la trayectoria de éste, o la mano que apretó la pelota y la plastilina.

En estos cambios los cuerpos interactuaron; por ejemplo, la mano con el carrito y con la plastilina. Cuando ocurre un cambio siempre interactúan dos o más cuerpos, no es posible que el carrito se mueva por sí mismo o que la plastilina se deforme sola.

Cuando interactúan dos o más objetos, uno o varios son los que ejercen la acción y otro o varios son los que ejercen la acción y otro u otros la reciben; por ejemplo, la mano ejecuta la acción de empujar y el carrito la recibe y se mueve.

Piensa y explica

Esta actividad tiene la finalidad de que observes cómo actúan las fuerzas a distancia. Para ello consigue algunos imanes, unos clips, alfileres, una regla de plástico, un globo y papel cortado en trocitos. Luego realiza lo que se propone:

Coloca los clips y alfileres sobre una mesa. Acerca uno de los imanes y observa lo que sucede.

Pon frente a frente dos imanes, acerca uno y fíjate en lo que pasa. Voltea un imán y repite la acción anterior. Observa lo que ocurre.

Describe.

La razón por la que se movieron los objetos……………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Los objetos que actuaron en cada caso………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………

La manera en que interactuaron los objetos……………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

La diferencia entre la forma como interactúa el imán con los cuerpos de la actividad de la actividad anterior a esta……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Infla el globo y anúdalo. Frótalo en la cabeza y acércalo a alguien que tenga cabello largo, aprecia lo que ocurre.

Ahora frota la regla en la cabeza de otra persona y aproxímalo a los trocitos de papel. Observa lo que sucede.

Describe los cambios que observaste y los objetos que intervinieron………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………

Formula una hipótesis para explicar por qué se movieron los clips, los alfileres, el imán, el cabello y los trocitos de papel

Compara tu hipótesis con la elaborada anteriormente

¿Pueden los objetos interactuar a distancia?

En la actividad anterior observaste que cuando los clips y alfileres interactuaron con el imán se movieron sin que el imán los tocara, sólo bastaba con que lo acercaras. También el cabello y los trozos de papel se movieron al interactuar con el globo y la regla sin que hicieron contacto.

En el caso de la regla, los trocitos de papel de papel se quedan pegados a su superficie. Algo los detuvo para que se mantuvieran adheridos sin usar pegamento.

Pudiste darte cuenta de que para que los objetos se movieran no fue necesaria una acción directa sobre estos. La acción se realizó a distancia: El imán atrajo a los alfileres y clips, y la regla hizo lo mismo sobre los papelitos.

¿Cómo se relacionan las fuerzas y el movimiento?

Como hemos visto hasta ahora, para que un objeto que está en aparente reposo se mueva es necesario aplicarle una fuerza. Una fuerza es capaz de modificar el movimiento de un objeto, como cuando la pelota choca con carrito en movimiento y este cambia su trayectoria.

Lo anterior también pasa con las fuerzas a distancia; por ejemplo, si atraes un clip con un imán y acercas otro imán al mismo clip, puedes modificar su trayectoria.

Cuando un objeto esta en movimiento es posible detenerlo y hacer que pase a un estado de aparente reposo; esto lo vemos cuando pateamos una pelota de futbol que se mueve hasta que algo la detiene , ya sea el suelo, un portero o las redes de una portería.

Ahora bien, analicemos esta situación: ¿Qué ocurre cuando empujamos un automóvil en un terreno plano? La respuesta inmediata es que empieza a moverse, ¿y si lo seguimos empujando? , pues seguirá moviéndose. Si dejamos de empujar, ¿Qué sucederá? La respuesta obvia dice que el coche se detiene y que, por tanto, se acaba el movimiento, pero en física hay otra explicación.

Dedúcelo:

Contesta:

¿Por qué se deja de mover el automóvil cuando dejamos de empujar?................................…………………………………………………………………………………………………………………………………………….

Para que un cuerpo en movimiento pase al estado de aparente reposo se necesita una fuerza, entonces, ¿Qué fuerza es la que detiene al automóvil?............................................……………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿De qué tipo es esa fuerza?.....................................................................................................

Probablemente has oído hablar de estas fuerzas: La de fricción o resistencia del aire. Se manifiesta, por ejemplo, en la resistencia que opone el aire a un vehículo cuando se mueve a un objeto que cae. La fuerza de fricción también se experimenta cuando dos superficies rugosas, como el piso y las llantas de un automóvil, están en contacto. Las fuerzas de fricción están presentes en todos los medios y siempre se oponen al movimiento de los cuerpos, como en del automóvil, y son las responsables de frenarlo.

¿Qué pasaría con el movimiento de un cuerpo si no existiera la fuerza de fricción?.............…………………………………………………………………………………………………………………………………………..

¿Cuál es la fuerza que atrae los cuerpos hacia abajo?

Si sujetas con la mano cualquier objeto a cierta altura, como una pelota, un libro, una piedra o una manzana, y lo sueltas, caerá a gran velocidad.

Los objetos caen debido a una fuerza que es ejercida por el planeta y se llama fuerza de gravedad: esta es la que provoca la aceleración de los cuerpos en caída libre. La fuerza de gravedad siempre está presente en nuestro planeta y también actúa verticalmente sobre los objetos que se mueven de forma horizontal o los que están en reposo.

¿Cómo aplicamos las fuerzas en la vida diaria?

De manera cotidiana aplicamos fuerzas sobre distintos objetos para deformarlos, moverlos o cambiar su estado de movimiento. Para mover un objeto, como un refrigerador, se necesita aplicar más fuerza que para mover un televisor; si aplicamos mucha fuerza a un carrito este se desplazará una distancia mayor que si lo empujamos con poca fuerza.

De forma intuitiva sabemos la cantidad de fuerza que debemos aplicar para mover, jalar o deformar diferentes objetos. En la vida cotidiana relacionamos la fuerza con el esfuerzo que una persona puede realizar con sus músculos para empujar o jalar un objeto. Así decimos que una persona musculosa tiene mucha fuerza, cuando en realidad lo que sucede es que tiene mayor capacidad para aplicar una fuerza y mover o deformar objetos.

Como hemos visto, una fuerza es la acción que ejerce un cuerpo sobre otro y que puede provocar cambios en su movimiento o en su forma. Las personas interactuamos con los objetos al empujar un carrito del supermercado o al deformar una barra de plastilina.

RESUMEN

Las fuerzas son magnitudes vectoriales y se representan por tanto por un vector La unidad de medida de las fuerzas en el sistema internacional (MKS) es el Newton (N) y

en el sistema CGS es la “Dina” Se mide con un dinamómetro

¿Qué producen las fuerzas?Pueden causar dos efectos en un cuerpo:1.-Un cambio en el estado de movimiento o de reposo de dicho cuerpo2.-Una modificación física sobre él, es decir puede deformar

Existen fuerzas como el peso, la tensión, la fuerza de roce, entre otras

Hay fuerzas que podemos ver a nuestro alrededor como cuando dos cuerpos están en contacto y otras que no, pero que si están presentes, como las fuerzas a distancias.

Clasificación de fuerzas

Tipos de fuerzas{ −Fuerzas adistancia−Fuerzas por contacto

Fuerzas a distancia

Se producen cuando los cuerpos que interactúan no se encuentran en contacto sino que a una cierta distancia.

Ejemplos:

Fuerzas entre imanes Fuerzas entre cargas Fuerza gravitacional entre los cuerpos (Peso)

Fuerzas por contacto

Son aquellas que se deben al contacto físico entre dos o más superficies Ejemplo: Fuerza normal, la fuerza de roce, entre otras más

Fuerza peso

Fuerza que ejerce la tierra sobre los cuerpos cercanos por la atracción gravitacional Siempre está dirigida hacia el centro de la tierra Atrae a nuestro cuerpo y otros objetos hacia la tierra

Fuerza Normal

Fuerza que ejerce la superficie sobre un cuerpo que se encuentra apoyado sobre ella Es siempre perpendicular a la superficie Si un cuerpo se encuentra en una superficie horizontal, la normal es igual al peso del

cuerpo

Fuerza de roce

Toda fuerza paralela a la superficie que se opone al movimiento entre dos cuerpos que están en contacto.

Depende de la normal y del coeficiente de roce que mide la rugosidad entre las superficies que están en contacto.

Gracias a la fuerza de roce podemos caminar, porque sin ella nuestros pies se deslizarían y no nos moveríamos.

Fuerza de tensión

Fuerzas que son ejercidas a través de cuerdas o hilos La tensión aparece cuando ejercemos una fuerza tirando una cuerda o cuando de una

cuerda cuelga un peso.