Simulador con ejercicios sobre fuerzas

https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-and-motion-basics_es.html

Simulador de equilibrio de Fuerzas

https://phet.colorado.edu/sims/html/balancing-act/latest/balancing-act_es.html

Simulador de aterrizaje lunar

https://phet.colorado.edu/sims/lunar-lander/lunar-lander_es.html

 

 

Introducción a las fuerzas

¿Qué es una fuerza?

Fuerza es es un tipo de acción que un objeto ejerce sobre otro objeto (se dice que hay una interacción entre dos cuerpos)  capaz de deformar un cuerpo o de modificar su estado de reposo o de movimiento.

La fuerza siempre es ejercida en una determinada dirección y se representa mediante flechas (vectores). Los segmentos de recta indican la dirección y el extremo acabado en una punta de flecha, el sentido

Sobre un cuerpo pueden actuar dos tipos de fuerzas: Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia

Unidades de fuerza

En el Sistema Internacional, la unidad de fuerza es el newton (N).  Otra unidad usada es el kgf (kilogramo fuerza). En esta unidad una masa de 10 kg tiene un peso de 10kgf

1kgf equivale a 10N.

El peso es una fuerza

Se llama Peso de un cuerpo a la fuerza de atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre.

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, mayor será la atracción que ejerce sobre él la gravedad terrestre y, por tanto, también será mayor su peso. Por tanto, el peso de un cuerpo es directamente proporcional a su masa.

P = m·g

(P = Peso, m = masa en kg, g = aceleración de la gravedad= 10m/s²).

 Las fuerzas pueden producir movimiento

Las fuerzas son capaces de cambiar la posición de un cuerpo, de moverlos.

Las fuerzas pueden producir deformaciones

Uno de los efectos que producen las fuerzas sobre los cuerpos son las deformaciones. Los sólidos se clasifican en dos grupos: deformables y no deformables.

Sólidos deformables: Son aquellos que se deforman al aplicarles una fuerza. Se clasifican en dos grupos:

  • Cuerpos plásticos: Se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma inicial al dejar de actuar dicha fuerza. Ejemplos: Plastilina, cera, manteca, etc.

  • Cuerpos elásticos: Se deforman por la acción de una fuerza pero recuperan su forma inicial cuando deja de actuar la fuerza. Ejemplos: Gomas elásticas, muelles, etc.

Sólidos no deformables: Se llaman también sólidos rígidos. Si las fuerzas que actúan son muy grandes, se pueden romper, produciéndose una ruptura o fractura.

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Trabajo Practico N°1: Magnitudes y unidades

Este trabajo es grupal y se hara en clase, pueden consultarse entre si y a la profesora. Los grupos pueden ser de hasta 4 personas. Deben entregar  al menos 5 ejercicios resueltos (con la justificacion) en una hoja con los nombres del grupo.
Nota: Anoten todos los nombres de los integrantes antes de entregar, quienes no aparezcan deberan el trabajo.
  1. Expresa en gramos:
  • 0.5 kg + 3 dag + 4 g=
  • 24 cg + 8 dg + 2 g + 5 dg=

2.Expresar en segundos:

a)  5 min b) 1 día c) 3 días d) 2,5 h

3.Expresa en metros:

  • (1 .5 km -3 hm)+4 m=
  • 2 .4 hm -8 dam -2 m +5 dm=

4.Pasa a decímetros cuadrados:

a) 1 0.027 dam2     b) 2 0.35 m2   c)3.438 cm2

 

5.Elige la unidad más adecuada para medir las siguientes magnitudes.

a)La altura de un edificio. Flecha 2

Metros.
Centímetros.
Kilómetros.

b)La capacidad de una piscina. Flecha 2

Centilitros.
Mililitros.
Litros.

c)La masa  de un avión.Flecha 2

Gramos.
Toneladas.
Decigramos.

6.Un avión vuela a 10000m de altura y otro a 34000 pies. Si un pie equivale a 30.48cm ¿cuál vuela a mayor altura?

7.En 1966 se estimaba la máxima velocidad de una mosca de la fruta (Drosophila) en 0.7 km/h (artículo), en 1997 ya se hablaba de  3 km/h, aunque depende de la humedad. ¿Cuales son esas  velocidades en cm/s?

8. La luz viaja en el vacio a una velocidad de 300000 km/s. Sabiendo que para hallar una distancia se usa la formula distancia=velocidad*tiempo: a cuantos km equivale un año luz?

Propiedades de la Materia

Materia es todo lo que ocupa espacio, tiene una propiedad llamada masa y posee inercia.  

Todos ocupamos espacio. Todos los objetos que vemos a nuestro alrededor son objetos materiales. Todo cuanto podemos imaginar, desde un libro, un auto, el computador y hasta la silla en que nos sentamos y el agua que bebemos, o incluso algo intangible como el aire que respiramos, está  hecho de materia. Los planetas del Universo, los seres vivos como los insectos y los objetos inanimados como las rocas, están también hechos de materia.

De acuerdo a estos ejemplos, en el mundo natural existen distintos tipos de materia. La materia posee propiedades y corresponde a las cualidades y atributos que podemos utilizar para distinguir una muestra de materia de otra.

¿Qué es el Volumen?

El volumen corresponde a la medida del espacio que ocupa un cuerpo. La unidad de medida para medir volumen es el metro cubico (m³), sin embargo generalmente se utiliza el Litro (L).

El metro cubico corresponde a medir las dimensiones de un cubo que mide 1 m de largo, 1 m de ancho y 1 m de alto.

 

¿Qué es la Masa?

La Masa es la medida que indica la cantidad de materia que tiene un cuerpo.  La unidad de medida del Sistema Internacional es el kilogramo (kg) y el instrumento para medir la masa de un cuerpo es la balanza.

Diferencias entre masa y peso

La masa y el peso generalmente son utilizados como sinónimos, sin embargo, son magnitudes muy diferentes. El peso es la fuerza con que la tierra atrae un cuerpo hacia el centro de esta. El peso depende de la masa del cuerpo (generalmente a mayor masa es mayor el peso) y la distancia a la que se encuentre respecto del centro de la tierra. Mientras más cerca se encuentre el cuerpo del centro de la tierra mayor será su peso. Por ejemplo, un astronauta tendrá la misma masa si este se encuentre en la luna o en la tierra, sin embargo su peso será menor debido a la distancia que este se encuentra respecto a la tierra.

La unidad de medida del peso es el Newton (N) y se mide con un instrumento llamado dinamómetro.

masa

¿Qué es la Densidad?

Toda la materia posee masa y volumen, sin embargo la masa de sustancias diferentes ocupan distintos volúmenes.

Por ejemplo: notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras.
Por ejemplo: notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras.

La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.

La densidad se define como el cuociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el Sistema Internacional , la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).

La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr/cm3).

La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor.

Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.

Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.

 

Magnitudes y Cambio de Unidades

unidades3unidades2

unidades

Esto quiere decir para pasar a una unidad mas abajo se multiplica y para pasar a una unidad escalones arriba se divide. Por ejemplo:

1 hm = 10 dam = 100 m

1m²= 1dam²/100 = 1hm² / (100*100)

Como sumar o restar magnitudes?

Si  tienen las mismas unidades, se realiza la operacion numerica:

700km + 125km=825km

Si no tienen las mismas unidades es necesario hacer los cambios de unidades de forma que cada magnitud tenga las mismas unidades:

7m+50cm-12dm  =  7m+0,5m-1,2m=6,3m

Como dividir o multiplicar magnitudes?

Muchas veces las magnitudes se encuentran de forma indirecta, es decir usando una formula que relaciona magnitudes que se midieron. En tal  caso la unidad de la magnitud es una combinacion de las otras unidades medidas. Por ejemplo;

El area de un rectangulo es Area=base*altura. Si el valor de la base es 2m y la de la altura es 0,5m se tiene:

Area= 2m*0,5m = 1 m*m = 1m²

La velocidad se encuentra con la formula Velocidad = distancia/tiempo. Si se recorrieron 300 km en 3 horas, el valor de la velocidad calculada sera

Velocidad= 300km/3h = 100 km/h