lo cual
MAPA MENTAL DE MOVIMIENTO CIRCULAR (08/10/2014)
MAPA MENTAL DE DINÁMICA(22/10/2014)
INFORME DE LABORATORIO (24/10/2014)
PRACTICA DE DINÁMICA
TEMA: DINÁMICA DE PARTÍCULAS
Objetivos:
1. Utilizar un
simulador de fuerzas para comprender la primera ley de Newton
2. Determinar el
coeficiente de rozamiento estático para diferentes superficies e inclinaciones,
utilizando un plano inclinado
Fundamento Teórico:
Deberán consultar sobre: tipos de
fuerzas, Isaac Newton, las tres leyes de Newton con aplicaciones prácticas en
la vida real, la fuerza de rozamiento, coeficiente de rozamiento estático y
cinético
Materiales necesarios:
·
Plano
inclinado
·
Paralelepípedos
·
Base
triangular (proporcionado en el laboratorio)
·
Varilla
(proporcionado en el laboratorio)
·
dinamómetro
·
Papel
milimetrado (3 hojas)
·
Computador
portátil
Esquema:
PRIMERA
PARTE
LA PRIMERA LEY DE NEWTON UTILIZANDO SIMULADOR DE FUERZAS
IDEAS
PREVIAS
Repasa
tus ideas:
1. ¿Cómo se puede cambiar el movimiento de un objeto?
Por medio de la aplicación de una Fuerza cuyo
resultante no sea nulo a él.
2. ¿Qué hace posible que un objeto en movimiento cambie de dirección?
Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo influyen en su movimiento. Por ejemplo, pueden modificar la rapidez con que se mueve el cuerpo o pueden hacerlo cambiar de dirección.
3. ¿Qué se necesita para frenar un objeto en movimiento?
Para
poder detener, cambiar o mover un objeto, la fuerza que se aplica debe ser
mayor que la que tiene el objeto.
Describe el movimiento de la patineta
Al
existir una mayor masa ejerce una mayor fuerza.
¿Por qué crees que el objeto no se detiene?
El
objeto no se detiene por que ejerce una fuerza que es la que le empuja por ende
no se detiene.
¿Qué harás para que el objeto se detenga? Descríbelo
Para
que el objeto se detenga necesitamos ejercer sobre el cuerpo una fuerza
contraria.
¿Qué pasa si aplicas una fuerza mayor a lado contrario? Descríbelo
En
este caso el objeto empezaría a caminar al lado contrario.
REGISTRO
DE RESULTADOS
Ahora que ya realizaste todas las indicaciones
anteriores. Contesta las siguientes cuestiones
¿Cuándo un objeto se encuentra en estado de reposo?
Cuando
no existe ninguna fuerza ejercida sobre dicho objeto
¿Cuándo un objeto se moverá?
Todo cuerpo permanece en su estado inicial de
reposo o movimiento a menos que sobre él se ejerza una fuerza exterior no
equilibrada.
¿Cuándo Un objeto en movimiento cambiara de dirección?
Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo influyen en su movimiento. Por ejemplo, pueden modificar la rapidez con que se mueve el cuerpo o pueden hacerlo cambiar de dirección.
¿Cuándo un objeto en movimiento se detendrá?
Para
poder detener, cambiar o mover un objeto, la fuerza que se aplica debe ser
mayor que la que tiene el objeto.
¿Qué sucede cuando
existen dos fuerzas contrarias iguales aplicadas en un móvil?
Observe que las fuerzas de acción y de reacción no se anulan. Son iguales en magnitud y
opuestas en dirección, pero actúan sobre cuerpos diferentes. Para que dos
fuerzas se anulen deben actuar sobre el mismo objeto. Se puede decir que las
fuerzas de acción crean las fuerzas de reacción.
¿Explica con tus palabras que es la inercia?
La inercia es la propiedad que tienen los cuerpos
de permanecer en su estado de reposo o movimiento, mientras la fuerza sea igual a cero, o la resistencia que opone la materia a modificar su estado de reposo o movimiento.
CONCLUSIONES
Mediante
esta práctica nos podemos dar cuenta que en todo movimiento se efectúa por
acción de una fuerza, es por ello que la dinámica estudia la fuerza por la que
se mueve los objetos.
SEGUNDA
PARTE
COEFICIENTE DE ROZAMIENTO
Realización de la
Experiencia
Utilizaremos un tablero de madera que iremos elevando y midiendo su
inclinación con diferentes cuerpos. La práctica la dividiremos en cuatro
partes:
a) La relación entre la fuerza de rozamiento y el área de las superficies
puestas en contacto.
b) Relación entre la fuerza de
rozamiento y la naturaleza de las superficies puestas en contacto.
c) Cálculo de los coeficientes de
rozamiento.
d) Comprobación del coeficiente de
rozamiento utilizando un dinamómetro.
1) Para la primera parte realizaremos
una tabla en la que cogemos un prisma rectangular y medimos la altura cuando
comience a deslizar el prisma por sus diferentes caras.
|
Datos Prisma
Rectangular
|
Altura a la que
comienza a deslizar
|
||||
|
H1
|
H2
|
H3
|
H4
|
HMedia
|
|
|
CARA 1
|
17.7cm
|
16.5 cm
|
17.5 cm
|
18 cm
|
17.43cm
|
|
CARA 2
|
20 cm
|
19.3 cm
|
19.2 cm
|
18.9 cm
|
19.1cm
|
|
CARA 3
|
17.4 cm
|
17.4 cm
|
16.9 cm
|
16.9 cm
|
17.15cm
|
2) En esta parte utilizaremos un prisma
rectangular de madera y variaremos con diferentes superficies, empezando
primero con una superficie de madera, después una de aluminio y por último una
de acero inoxidable. Deberemos realizar una tabla calculando la altura en que
comienza a deslizar el prisma con las diferentes rampas.
|
Datos Prisma
|
Altura a la que
comienza a deslizar
|
||||
|
H1
|
H2
|
H3
|
H4
|
HMedia
|
|
|
Madera-Madera
|
19.4 cm
|
18.3 cm
|
18.3 cm
|
17.5 cm
|
18.38cm
|
|
Madera-Aluminio
|
18.5 cm
|
17.7 cm
|
18.1 cm
|
18 cm
|
18.07cm
|
|
Madera-Acero
|
18.7 cm
|
19.4 cm
|
19.5 cm
|
18.7 cm
|
19.07cm
|
3) En esta parte utilizamos las alturas
medias calculadas en la tabla anterior para obtener el ángulo del plano para el
cual comienza a deslizar el prisma. De este mediante la ecuación dada
anteriormente
Obtendremos una tabla con los
coeficientes de rozamiento para las diferentes superficies puestas en contacto.
|
Coeficiente de
Rozamiento
|
||||
|
HMedia
|
Angulo α
|
µ
|
||
|
Madera-Madera
|
18.38 cm
|
22o
|
0.4
|
|
|
Madera-Aluminio
|
18.07 cm
|
21.6o
|
0.39
|
|
|
Madera-Acero
|
19.07 cm
|
22.9o
|
0.42
|
|
4) Para verificar la validez de tus
resultados, también podemos calcular el coeficiente de rozamiento colocando los
diferentes planos en horizontal y tirando de un dinamómetro observar que fuerza
es necesaria para que comience a moverse. Mediante esta fuerza podremos
calcular el coeficiente de rozamiento utilizando la ecuación:
Peso prisma = 81.8 g
Debes realizar una tabla con los
valores de las fuerzas obtenidas en el dinamómetro para los diferentes
materiales y calcular su coeficiente de rozamiento.
|
Coeficiente de
Rozamiento
|
Fuerzas Medidas
con el Dinamómetro
|
|||||
|
F1
|
F2
|
F3
|
F4
|
FMedia
|
µ
|
|
|
Madera-Madera
|
0.2 N
|
0.22 N
|
0.2 N
|
0.2 N
|
0.205 N
|
2.55X10-4
|
|
Madera-Aluminio
|
0.26 N
|
0.28 N
|
0.26 N
|
0.28 N
|
0.27 N
|
3.37X10-4
|
|
Madera-Acero
|
0.24 N
|
0.24 N
|
0.26 N
|
0.26 N
|
0.25 N
|
3.12X10-4
|
CUESTIONARIO:
1º ¿Crees que el coeficiente
de rozamiento depende de la superficie que este en contacto con el plano?
Razona tu respuesta.
Depende
del relieve de la superficie y la base del objeto al moverse.
2º ¿Es igual el
coeficiente de rozamiento para todos los cuerpos? Razona tu respuesta y propón
alguna utilidad de la vida real.
No es
la misma para todos los cuerpos ya que algunos poseen más masa que otros y sus
superficies son más lisas o rugosas que otras.
3º ¿Son muy
diferentes los resultados de los coeficientes de rozamiento obtenidos mediante
el plano de inclinación variable respecto de los obtenidos utilizando el
dinamómetro? ¿Deberían ser diferentes?
No
varían tanto ya que las superficies estudiadas fueron las mismas.
4º Demuestra
matemáticamente las ecuaciones usadas en la práctica. Es decir, demuestra las
igualdades:
5º ¿Se te ocurre
otro método para calcular el coeficiente de rozamiento entre dos superficies?
En caso afirmativo explica cómo diseñarías la experiencia.
Fr= uN
U:
coeficiente de rozamiento
N:
fuerza normal
CONCLUSIONES:
Por medio de esta práctica concluimos que de acuerdo con la superficie
del objeto será mayor o menor el coeficiente de rozamiento, ya que mientras más
lisa sea la superficie el coeficiente de rozamiento es menor, mientras que más
rugosa la superficie mayor serias el coeficiente de rozamiento.
DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE (29/10/2014)
EL UNIVERSO MECÁNICO (29/10/2014)
LAS FUERZAS FUNDAMENTALES
El
universo mecánico
Según la segunda ley de Newton
una aceleración es producida por una fuera que actúa sobre una masa es la
llamada ley de la gravedad, pero si hablamos de que fuerza es igual a masa por
gravedad (F= m.a) sin saber el verdadero significado de cada una de las palabras
es como hablar sin sentido.
Las fuerzas fundamentales más
conocidas de la naturaleza son:
·
Fuerza nuclear fuerte
·
Fuerza nuclear débil
·
Electricidad
·
Gravedad
Las fuerzas que actúan en el
interior del núcleo átomo son:
Fuerza
nuclear fuerte: mantiene unidos a los protones y neutrones
dentro del núcleo del átomo, esta fuerza vence la repulsión de los protones.
Esta fuerza incendia el interior del sol y de otras estrellas.
Fuerza
nuclear débil: esta fuerza posee efectos sutiles pero no
invisibles, se produce en la muerte violenta de estrellas, hace que el uranio U
se convierta en plomo Pb.
Las siguientes fuerzas están menos ocultas en la naturaleza
son:
Gravedad:
es
una fuerza fundamental del universo, es una fuerza atractiva con toda clase de
materia.
Henry Cavendish fue quien peso en realidad la tierra, su
obra fue publicada casi un siglo después de su muerte en 1798 lo hizo midiendo
con la constante de la ley universal de la gravedad de Isaac Newton.
Electricidad:
Benjamín
Franklin estudio los efectos de la electricidad menciono que era una especie de
fluido contenido en el cuerpo es la fuerza entre carga negativa y positiva.
Cuerpo
libre y la segunda ley de Newton
Es una de las herramientas más poderosas con que contamos
para estudiar un movimiento de un sistema dado consiste en la elaboración de un
esquema que muestra las fuerzas externas sobre un objeto de estudio.
La segunda ley de Newton nos sirve para predecir un movimiento
mediante el siguiente procedimiento:
1. Definir el objeto de estudio
2. Identificar el cuerpo de estudio
3. Identificar la aceleración y elegir un sistema de
referencia.
4. Relaciones geométricas y cinemáticas
F= m.a La fuerza es directamente proporcional al
producto de la masa por la aceleración. 
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