GRADO DÉCIMO: FÍSICA

Buenas tardes estudiantes, a continuación adjunto información a tener en cuenta para realizar actividad aplicativa en la asignatura de física. 

Dicha actividad debe ser entregada vía correo electrónico: jeison-523@hotmail.com , último plazo hasta el día sábado 05 de octubre 6:00 p.m. (El trabajo debe ser desarrollado en un documento word)

Ficha de contenidos

1. Desde el nacimiento de la materia,  allá por el Big Bang, los distintos cuerpos y partículas formadas interactúan unos con otros, dando lugar al movimiento.

La dinámica es la parte de la física que se encarga de estudiar la causa del movimiento de los cuerpos, relacionando esta causa con el efecto que se produce. Fue el científico inglés Isaac Newton (1642 - 1727) quien fundó las bases de la dinámica a través de 3 simples leyes.

Las leyes de Newton permiten explicar cómo se comportan los cuerpos desde el punto de vista dinámico y son:

• El principio de inercia o primera ley de Newton
• El principio fundamental o segunda ley de Newton
• El principio del acción y reacción o tercera ley de Newton

Newton se basó en las ideas de Galileo y Descartes y construyó, así, no solo los principios de la dinámica, sino de la física clásica en general. 

1. Con base a lo leído anteriormente, construye un organizador de ideas.

Segunda Ley de Newton

2. La segunda ley de Newton o principio fundamental establece que las aceleraciones que experimenta un cuerpo son proporcionales a las fuerzas que recibe. Probablemente su forma más célebre es:

F=m⋅a

F: Fuerza.
m: masa.
a: aceleración.

Como puedes ver, este principio relaciona matemáticamente las fuerzas con el efecto que producen, de tal forma que resulta fundamental para resolver cualquier problema de dinámica.

Ejemplo de aplicación de la segunda ley de Newton

Cuando empujas un objeto, por ejemplo una caja, aplicando una fuerza sobre él de manera sostenida, se produce un incremento de su momento lineal, representado por la flecha naranja. Ten presente que siempre que la masa a la que aplicas la fuerza se mantenga constante, el aumento del momento lineal se traducirá en un incremento de su velocidad, pues p=m·v.

p: vector de impulso
m: masa
v: vector de velocidad

2. Con base a lo anterior realiza 3 ejemplos con su respectiva explicación e imagen representativa del mismo, donde aplique la segunda ley de newton.

Tercera Ley de Newton

3. La tercera ley de Newton o principio de acción y reacción establece que cuando dos cuerpos interacción aparecen fuerzas iguales y de sentidos opuestos en cada uno de ellos.

Ejemplo:

Fuerzas de acción y reacción

Cuando empujas una caja, la fuerza que aplicas actúa sobre la caja (en azul). Esta fuerza es la responsable de que la caja se desplace. A su vez, la caja ejerce una fuerza de reacción sobre ti (en rojo) que es responsable de que sientas, sobre la palma de tus manos, una resistencia al movimiento de la misma.

Algunas observaciones importantes:

• Las fuerzas de acción y reacción tienen el mismo módulo y dirección, pero sentidos contrarios. Entonces... ¿por qué no se anulan?
• Estas fuerzas no se anulan mutuamente ya que se aplican sobre cuerpos distintos.

Aplicaciones:

Tu día a día está lleno de ejemplos en los que usas el principio de acción y reacción para poder desenvolverte en tu entorno. Aunque en el tema dedicado a aplicaciones de las leyes de Newton estudiaremos muchos de ellos con detenimiento, comenzamos aquí mostrándote algunos:

Andar

Cuando caminas, y gracias a la fuerza de rozamiento, "impulsas la Tierra hacia atrás". La reacción de la tierra sobre tus pies es impulsarlos hacia adelante.

Acción - reacción al caminar

Aunque ande despistado buscando pistas por todas partes, nuestro intrépido detective tiene la respuesta más cerca de lo que piensa. Es el empuje que ejerce su propio pie sobre el suelo el que provoca una fuerza sobre este, en rojo, cuya reacción sobre el detective, en azul, es la responsable de que se produzca su desplazamiento.

Correr

En la salida de las carreras de atletismo los corredores utilizan el "arrancador" para impulsarse. Lo hacen ejerciendo una fuerza contra el mismo, de manera que la reacción de este les dé el impulso deseado.

Acción - reacción en atletismo

En la salida, los atletas utilizan el bloque de arrancada para impulsarse y contrarrestar su propio peso, favoreciendo la aparición de una fuerza de avance lo más horizontal posible. De ahí que sea clave para el entrenamiento atlético una buena relación entre el peso y el rendimiento muscular.

Nadar

De igual manera, cuando nadas impulsas el agua hacia atrás, gracias a lo cual el agua te impulsa hacia adelante. Cuando llegas al final de la piscina y deseas dar la vuelta probablemente te impulsarás fuertemente con los pies sobre la pared. La reacción de la pared sobre tus pies es la que te permite "coger impulso".

Acción - reacción en natación

Cuando nadas, tus manos, y también tus pies si eres hábil sincronizándolos, ejercen una fuerza sobre el agua, en rojo, cuya reacción, en verde, te empuja hacia adelante. El resto de tu cuerpo debe colocarse de manera que imponga la menor resistencia posible al agua, para que el avance sea lo más rápido y cómodo posible.

Golpear un balón

Cuando juegas al futbol y golpeas el balón, es la fuerza que ejerces sobre el mismo la que hace que salga disparado. Este, a su vez, ejerce una fuerza de reacción sobre tu pie que hará que retroceda alejándose de la zona del impacto.

Acción reacción en fútbol

Las fuerza de acción, en azul, y reacción, en verde, hacen posible que cuando chutas el balón este salga disparado. ¿Qué sería del "deporte rey" sin estas fuerzas?

3. Teniendo en cuenta los ejemplos anteriores; busca 3 de este mismo tipo y explica el principio de Acción y reacción para cada uno. 

4. En un cuadro comparativo organiza la información de acuerdo con los criterios previamente establecidos, tanto para la segunda y tercera ley de newton. 

¡Éxitos! 

Prof. Jeisson Andrés García Velásquez.