LA DESCRIPCION DEL MOVIMIENTO Y LA FUERZA

*MOVIMIENTO: Cambio de dirección o lugar.
*MARCO DE REFERENCIA Y TRAYECTORIA: DIFERENCIA ENTRE DEZPLASAMIENTO Y DISTANCIA RECORRIDA.


DISTANCIA
La distancia se refiere a cuanto espacio  recorre un objeto durante su movimiento.  Es la cantidad movida.  También se dice que es la suma de las distancias recorridas.  Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro.

DESPLAZAMIENTO
El desplazamiento se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial

TRAYECTORIA
camino o recorrido que hace un cuerpo al cambiar de lugar

 

 

 

 

*VELOCIDAD: DESPLAZAMIENTO DIRECCION Y TIEMPO
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo y su unidad de medida es el m/s.

TIEMPO: Es una magnitud física que nos indica el lapso de principio y fin de un acontecimiento.
De todo esto se deriva el MRU que es el movimiento de un objeto que realiza en línea recta.
un ejemplo de velocidad desplazamiento dirección y tiempo puede ser

Un corredor recorre 20 km en 1.2 horas. Cual es su velocidad en km/h.
DATOS            FORMULA     SUSTITUCION   OPERACION         RESULTADO
d=20 km/h
t=1.2 horas        v=d/t                v=20 km/h / 1.2 h          20/1.2             R=16.2 km/h
v=?


*MOVIMIENTO ONDULATORIO: MODELOS DE ONDAS Y EXPLICACION DE CARACTERISTICAS DEL SONIDO.

Energía que se transmite atreves de una perturbación.
PARTES DE UNA ONDA
*LONGITUD DE ONDA: Va de cresta a cresta o de valle a valle
*AMPLITUD: Lo que mide el espacio
*VALLE: Parte mas baja de la onda
*CRESTA: Parte mas alta de la onda
*ELONGACION: Va de cresta a valle
*NODO: Intersección donde pasa la onda

Existen dos tipos de onda TRANSVERSAL y LONGITUDINAL

CARACTERISTICAS DEL SONIDO

El sonido es lo que se produce a la hora de que hablamos, el sonido se produce atreves de una vibración .
Características
*Se percibe atreves del oído
*Se divide según estos parámetros: altura duración e intensidad

 

El trabajo de Galileo.

Aristóteles había señalado que todo cuerpo sólido cae a la tierra con una velocidad que esta en función a su peso. Galileo lanzó dos objetos de diferentes masa desde lo alto de una torre intentando explicar que todos los objetos son atraídos hacia la tierra con la misma fuerza, independientemente de la masa de los mismo. De esta manera, si Galileo tenía razón, ambos objetos llegarían al suelo al mismo tiempo, cosa que sucedió.

Para contrarrestar la idea de que todo cuerpo se mantendrá en movimiento sólo si una fuerza es aplicada de forma constante sobre él, Galileo diseño do planos inclinados en ángulos opuestos y separados en su base por una superficie plana. Desde lo alto de uno de los planos soltó una esfera y dejó que rodará por la pendiente. La bola descendió corrió sobre el plano y luego subió por el plano inclinado a cierta altura. Galileo aseguro que la esfera trataba de alcanzar la altura que tenía inicialmente y que por tanto había "algo" que trataba de evitar que alcanzara su objetivo. Por tanto, Galileo afirmo que si ese "algo" no existiese y se retirara el plano inclinado opuesto la esfera seguiría en su recorrido sobre la superficie plana eternamente, según lo que se indica en las leyes de Newton.

Los aportes de Galileo Galilei fueron importantes por varios motivos: para la astronomía, Galileo pudo demostrar que la Tierra no era el centro del universo, sino el sol, que hasta ese entonces era sólo una hipótesis, (no demostrada aún) enunciada por Copérnico. A Galileo se le atribuye la mejora del telescopio. También Galileo pudo precisar el movimiento de diversos cuerpos celestes, lo que constituyó un avance importante para la navegación. El principal aporte de Galileo al pensamiento científico está dado por dos pilares fundamentales, como lo son la reproducibilidad (capacidad de repetir un experimento), y la falsabilidad, posibilidad de que un experimento no de los resultados esperados. En este sentido, sus escritos son considerados complementarios de los de Francis Bacon.

velocidad

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se la representa por o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.

En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez.1

De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.

aceleración

En física, la aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por o y su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.

En la mecánica newtoniana, para un cuerpo con masa constante, la aceleración del cuerpo es proporcional a la fuerza que actúa sobre él (segunda ley de Newton):

donde F es la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo, m es la masa del cuerpo, y a es la aceleración. La relación anterior es válida en cualquier sistema de referencia inercial.

La velocidad es la distancia recorrida por un cuerpo entre el tiempo empleado para ello.

la aceleración es el incremento de la velocidad entre el tiempo empleado en ello.

la diferencia es que la velocidad es variable y la aceleración es constante.

DESCRIPCION DE FUERZAS EN EL ENTORNO

*LA FUERZA:RESULTADO  DE LAS INTERACCIONES POR CONTACTO (MECANICAS) Y A DISTANCIA (MAGNETICAS Y ELECTROESTATICAS)

INTERACCION: es una acción que se ejerce de forma reciproca entre dos o mas sujetos, objetos, agentes,fuerzas o funciones.
FUERZA: se denomina a al interacción mecánica entre dos cuerpos las cuales pueden ser de contacto directo o gravitacionales.
*DE CONTACTO: Son aquellas en que el cuerpo que ejerce la fuerza están en contacto directo con el cuerpo que la recibe.
MECAINICAS: Producida mediante un objeto mecánico con una determinada intensidad y que provoca cambios en el receptor.



*A DISTNCIA: Interacción en la actúan dos cuerpos sin estar en contacto de esta se deriva:
MAGNETICA: que e ejercida de un polo a otro y como consecuencia del movimiento de partículas se cargan los cuerpos.
ELECTROESTATICA: Es aquella que se presenta entre cargas en reposo atractiva si las cargas opuestas y repulsivas si son del mismo signo.
















*REPRESENTACION CON VECTORES: Una fuerza puede representarse mediante un vector algunas veces un cuerpo es sometido a mas de una fuerza.

*FUERZA RESULTANTE METODOS GRAFICOS DE SUMA VECTORIAL

El vector que resulta de operar dos o más vectores, es conocido como el vector resultante, o simplemente la resultante El método del paralelogramo permite sumar dos vectores de manera sencilla. Consiste en colocar los dos vectores, con su magnitud a escala, dirección y sentido originales, en el origen, de manera que los dos vectores inicien en el mismo punto. Los dos vectores forman dos lados adyacentes del paralelogramo. Los otros lados se construyen trazando lineas paralelas a los vectores opuestos de igual longitud. El vector suma resultante se representa a escala mediante un segmento de recta dado por la diagonal del paralelogramo, partiendo del origen en el que se unen los vectores hasta la intersección de las paralelas trazadas.

La explicacion del movimiento en el entorno.

Primera ley de Newton o Ley de la inercia

Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción.

En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.

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 actúa 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, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial. Lo anterior porque a pesar que la Tierra cuenta con una aceleración traslacional y rotacional estas son del orden de 0.01 m/s^2 y en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.

Segunda ley de Newton o Ley de fuerza

Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:

Donde:

 es el momento lineal

 la fuerza total o fuerza resultante.

Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a la velocidad de la luz la ecuación anterior se puede reescribir de la siguiente manera:

Sabemos que  es el momento lineal, que se puede escribir m.V donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad.

Consideramos a la masa constante y podemos escribir  aplicando estas modificaciones a la ecuación anterior:

La fuerza es el producto de la masa por la aceleración, que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre  y . Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo.

Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.

De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.

La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento:rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).

Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad

.

Tercera ley de Newton o Ley de acción y reacción

La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo (empuje), este realiza una fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y de dirección, pero con sentido opuesto.

Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".

Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento linealy del momento angular.

EFECTOS DE LAS FUERZAS EN LA TIERRA Y EL UNIVERSO

 En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración constante. Esto significa que el efecto de la gravedad es siempre el mismo en todos los cuerpos, independientemente de su peso. Esto puede ser difícil de entender pues esta ley sucede en el vacío pero en el mundo en el que vivimos no parece ser cierto que dos cuerpos, de diferente peso, caigan a la misma aceleración constante.

*GRAVITACION:REPRESENTACION GRAFICA DE LA ATRACCION GRAVITACIONAL.RELACION CON CAIDA LIBRE Y PESO.

Establece relaciones entre la gravitación, la caída libre y el peso de los objetos, a partir de situaciones cotidianas. Describe la relación entre distancia y fuerza de atracción gravitacional y la representa por medio de una gráfica fuerza-distancia. Identifica el movimiento de los cuerpos del Sistema Solar como efecto de la fuerza de atracción gravitacional. Argumenta la importancia de la aportación de Newton para el desarrollo de la ciencia

*APORTACIONES DE NEWTON A LA CIENCIA:EXPLICACION DEL MOVIMIENTO EN LA TIERRA Y EN EL UNIVERSO.

Newton fue el primero en demostrar que las leyes naturales que gobiernan el movimiento en la Tierra y las que gobiernan el movimiento de los cuerpos celestes son las mismas. Es, a menudo, calificado como el científico más grande de todos los tiempos, y su obra como la culminación de la Revolución científica.

Las primeras intuiciones con respecto a la gravedad las tuvo cuando tenía 23 años, tal vez precisamente por haber visto caer una manzana de la rama en su jardín
Después de haberse preguntado si la fuerza que atraía la manzana hacia la Tierra era la misma que mantenía a los planetas y la Luna en sus órbitas, Newton calculó que la atracción debía ser inversamente proporcional al cuadrado de la distancia. Para este cálculo se sirvió de las leyes formuladas por Galileo sobre la caída de los pesos, y de las leyes de Kepler sobre el movimiento de los planetas.

LOS MODELOS DE LA CIENCIA

*Son representaciones a escala de un fenómeno o un objeto un ejemplo puede ser un mapa o una maqueta etc.

*IMPORTANCIA
Tiene mucha importancia ya que atraves de estos se intenta explicar los sucesos o fenómenos en la vida para un mejor entendimiento así como también poder predecir su efecto o acción.

*CARACTERISTICAS

• Son representaciones
• son instrumentos
• pueden ser de dos tipos: icónicos y conceptuales
• son diferentes a la realidad
• se construyen a lo largo de la historia. Reciben el nombre de modelos científicos cuando los acepta la comunidad.

*IDEAS EN LA HISTORIA DE LA NATURALEZA CONTINUA Y DESCONTINUA DE LA MATERIA:DEMOCRITO ARISTOTELES Y NEWTON.APORTACIONES DE CLAUSIUS MAXWELL Y BOLTZMAN.

DEMOCRITO
La teoría atomista consideraba:

• Si se divide un trozo de materia en partes cada vez mas pequeñas, se acabara encontrado una porción que no se puede seguir dividiendo.
• Las propiedades de la materia varían según como se agrupen los átomos
• Los átomos no pueden verse porque son muy pequeños.

ARISTOTELES

Aristóteles creía que toda la materia existente en el universo estaba compuesta por cuatro elementos básicos: tierra, agua, fuego y aire. Estos elementos sufrían la acción de la gravedad (tendencia de la tierra y del agua a hundirse) y la ligereza (tendencia del aire y del fuego a ascender).
Según Aristóteles la materia es “continua”, es decir que los cuerpos están formados por los cuatro elementos fundamentales sin huecos entre ellos.

NEWTON

Para NEWTON todos los fenómenos de la naturaleza pueden ser explicados según sus dos supuestos en primer lugar que los cuerpos se componen de partículas y en segundo lugar que existen fuerzas operando entre los cuerpos y partículas.

APORTACIONES DE CLAUSIUS MAXWELL Y BOLTZMAN.
calcularo la rapidez probable de las partículas de un gas y concluyeron que podrían moverse a una velocidad mayor a los 1000m/s

Tema 3: La energía y el movimiento.

Definición de energía mecánica.

La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.

Hace referencia a las energías cinética y potencial.

Energía cinética.

Se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación: 

            E_c = ½ m . v² 

Energía potencial.

Se define como la energía determinada por la posición de los cuerpos. Esta energía depende de la altura y el peso del cuerpo según la ecuación: 

            E_p = m . g . h = P . h 

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.

El Principio de conservación de la energía indica que la energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación.

En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.