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LAS WIKIS DE CELSO

LAS FUERZAS Y SUS EFECTOS. EL MOVIMIENTO.(Nota: Las animaciones proceden de distintas fuentes y han sido elaboradas por diversos autores, Salvador Hurtado, Quimicaweb, Roger Rey y Fernando Romero, José Luis Sánchez Guillén e IES Aguilar y Cano).


Aquí, podrás practicar con ejercicios relacionados con los conceptos abordados en clase relacionados con este tema:

¿No recuerdas lo que es un vector?

(En clase al MÓDULO le llamamos INTENSIDAD de la fuerza ya que el término "módulo" es más propio del área de Matemáticas). Recuerda además la importancia de este concepto. Hay magnitudes en Ciencia que se pueden expresar con un solo número seguido de la correspondiente unidad y con ello tener toda la información necesaria, por ejemplo, la longitud. Si nos dicen que la longitud es 5 metros, no necesitamos nada más. Pero no siempre es así. Si nos dijeran que la velocidad tiene un valor de 5 m/s, no tendríamos toda la información necesaria para saber a qué velocidad se mueve ese objeto ya que desconocemos desde dónde ha comenzado a moverse, en qué dirección lo hace y en qué sentido (ya que una dirección tiene siempre 2 sentidos posibles). Así pues, la velocidad es un ejemplo de magnitud vectorial.

Podíamos distinguir 2 clases de fuerzas en función de la DISTANCIA:


Las fuerzas y sus efectos:

Nota: no te preocupes por los "kilopondios" ya que nosotros no lo veremos en clase.

El "Newton"

Como bien sabes es la unidad en la que se miden las fuerzas en honor al brillante físico Sir Isaac Newton. Si quieres saber más de él pincha sobre su nombre.

Ya hemos estudiado las diferencias entre MASA y PESO. Por ejemplo, decíamos que la masa era invariable y que el peso variaba en función del lugar en el que se midiera.

¿Quieres saber cuánto pesarían distintos objetos en los planetas del Sistema Solar?

Principio de Acción-Reacción (presentaciones pps):


"Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre otro B, el cuerpo B ejerce simultáneamente, sobre A una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario."


Cuidado con la cantidad de información que contiene esta "sencilla" frase (no en vano es una de las tres leyes fundamentales de la Dinámica).

Por ejemplo, ese enunciado, nos informa de que las fuerzas que sufren los cuerpos A y B, tienen distintos puntos de aplicación porque las fuerzas tienen como punto de aplicación, el cuerpo que las sufre.

Con sencillos ejemplos y experimentos se puede comprobar como esas fuerzas JAMÁS se pueden anular entre ellas porque están aplicadas sobre cuerpos distintos (experimento del monopatín sobre la pared). Así, el hecho de que no nos movamos al empujar la pared, se debe a que se anulan las fuerzas que sufrimos nosotros, a saber, la que ejerce la pared como respuesta a nuestra acción y la que ejerce el suelo ante nuestro intento de desplazarnos, llamada fuerza de rozamiento, no a que se anule la fuerza que yo ejerzo a la pared con la que la pared ejerce sobre mí. Repito, jamás pueden anularse esas fuerzas porque están aplicadas sobre cuerpos distintos.

¿Qué te parece si vemos algún ejemplo? En la siguiente imagen puedes ver a cámara superlenta el impacto de una raqueta sobre una pelota de Tenis. Si quieres ver más imágenes espectaculares, visita la fuente indicada en la imagen. En el vídeo, además, verás cómo no sólo se aprecia la deformación en una pelota de Tenis sino que, al contrario de lo que dije en clase, es espectacular ver cómo se deforma una pelota de golf.
Fuente: High-Speed Visual Imaging
Tennisball.jpg

Rebote de una pelota.
El movimiento de un coche.
El movimiento de un barco de hélice.
¿Qué le pasa a un astronauta si lanza un objeto?
El golpe de las bolas de billar.

Actividades relacionadas con el concepto de fuerza y los movimientos relativos:

Fuente: Teresa Martín (UPM).
Resulta bastante complicado para algunos entender bien la aparentemente sencilla expresión, "el movimiento es relativo". De hecho, no es nada nuevo ya que está implícita en la definición de Movimiento vista en clase como cambio de posición de un cuerpo respecto a otro que sirve como punto de referencia (que podía ser cualquier cosa) pero como ya vimos en clase, esta aparente sencillez es engañosa.

En parte, esta confusión es provocada por los efectos que el aire tiene sobre los objetos que se mueven por lo que hay que intentar obviar su presencia diseñando experimentos o pensando situaciones en las que no sea importante.

Así, la clave está en entender situaciones como la que expusimos en clase y que requirieron que el "profe" se terminase subiendo a la mesa o haciendo de barco para realizar alguno de los ejemplos!!

Para aquellos que queráis seguir profundizando y practicando estas cuestiones, aquí os dejo una estupenda animación. En ella, en color violeta aparecerá la trayectoria vista por el observador que se encuentra en el suelo (observador en reposo) y en color rosa la trayectoria según un observador que se encuentra en el avión (observador en movimiento).

Primero mantén el mando de aceleración del avión a nivel mínimo, por lo que éste se traslada con velocidad constante. Cuando se suelta la bola (pulsa el botón), la velocidad inicial de ésta es la que lleva el avión en ese instante. Para el observador en reposo la trayectoria es de tipo parabólica. Sin embargo, para el observador que se mueve solidariamente con el avión, la trayectoria es simplemente una recta vertical ya que la aceleración de la bola sigue siendo la gravedad.

Si aumentamos la aceleración del avión, la trayectoria vista por el observador en reposo no se ve modificada pero el observador del avión está acelerando por lo que la bola parecerá que está retrocediendo (al igual que sucede en el ejemplo del paracaidista).


Revisando el ejemplo de la bala saliendo de la escopeta en la que nos quedó claro que desde el mismo momento en que la bala sale del cañón comienza a caer, os comenté el caso de la astronauta (lo siento chicas pero fue así) que soltó un instante la caja de herramientas durante una EVA (actividad extravehicular) e inmediatamente se quedó sin ella, claro :) Eso sí, ambas, la astronauta y la caja, se estaban moviendo a más de 28000 km/h orbitando alrededor de la Tierra, 100 veces más rápido que Fernando Alonso en un buen día!!



Para que no se nos enfaden mucho las chicas, voy a contaros otra "pifia". La sonda Mars Climate Orbiter, se estrelló en 1999 porque la sonda se encontró 60 km antes de lo esperado con el suelo del planeta rojo. El motivo, el brillante equipo de ingenieros (muy probablemente la mayoría hombres), no se dio cuenta que estaban mezclando datos en metros o centímetros con datos expresados en pies y pulgadas. Resultado, la nave se estrelló. Aunque no tenemos imágenes como en el caso de la caja de herramientas, aquí os dejo un vídeo con una animación del momento. Aunque el error de la astronauta costó bastantes dólares en herramientas!! y siendo verdad que dicho objeto moviéndose a 28000 km/h supuso un problema terrible para los cientos de satélites artificiales existentes, la destrucción de la Mars Climate Orbiter supuso estrellar una nave que costó unos 125 millones de dólares!! Al menos, os dejo un vídeo del lanzamiento...



Principio de Arquímedes:

Verás que además de enunciar el principio, aparece una complicada fórmula que no estudiaremos en este curso así que tranquilos por esa parte.



Representaciones gráficas:

Encontrarás varias actividades para practicar con distintas representaciones gráficas. Recuerda que es importante saber realizar una gráfica (con la ayuda de los conocimientos matemáticos de 1º de ESO), pero igual o más importante es saber interpretar una gráfica. Así, con una simple gráfica posición-tiempo, podemos averiguar muchas cosas: la velocidad media, si se ha parado el objeto, si ha cambiado su velocidad, la distancia total recorrida, etc...



Representación gráfica de la posición-tiempo.


Laboratorio virtual de cinemática:

Utiliza este laboratorio virtual para visualizar diferentes gráficos que relacionan los conceptos espacio, velocidad y aceleración. Si no ves la animación prueba a recargar la página. Si aún así no funciona pulsa sobre el enlace.



También os dejo un pequeño vídeo en el que podéis ver la demostración experimental de que dos cuerpos en ausencia de aire caen al mismo tiempo aunque uno de ellos sea tan ligero como una pluma y otro tan pesado como un martillo. De todas formas nosotros lo podemos demostrar fácilmente y así lo hacemos en clase, con un pequeño trozo de goma y un estuche (¡Y no nos tuvimos que ir muy lejos ni gastarnos mucho dinero! Eso sí, tampoco es tan divertido ni espectacular como ir al espacio...).