semana 4

SEMANA 4

TERCERA LEY DE NEWTON

Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, el segundo objeto ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección opuesta sobre el primero.  Con frecuencia se enuncia como "A cada acción siempre se opone una reacción igual".  En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción, cuya magnitud es igual y sus direcciones son opuestas. Las fuerzas se dan en pares, lo que significa que el par de fuerzas de acción y reacción forman una interacción entre dos objetos.

Si dos objetos interactúan, la fuerza F₁₂, ejercida por el objeto 1 sobre el objeto 2, es igual en magnitud y opuesta en dirección a la fuerza F₂₁ ejercida por el objeto 2 sobre el objeto 1:

F₁₂=-F₂₁

CONSERVACION DEL IMPETU

Recordemos que el ímpetu (o cantidad de movimiento) de un cuerpo es el producto de su masa (m) por su velocidad (v): m.v

Ley de conservación del ímpetu:
<<En un sistema aislado (sobre el que no actúan fuerzas externas) el ímpetu total del sistema permanece constante>>

La ley de conservación del ímpetu es particularmente útil al estudiar las colisiones.
Por ejemplo, en una colisión entre dos cuerpos de masas m1 y m2, la ley de conservación del ímpetu nos dice que el ímpetu del sistema ANTES del choque
p = m1.v1 + m2.v2
será igual al ímpetu del sistema DESPUÉS del choque
p' = m1.v1' + m2.v2'
es decir p = p' (conservación del ímpetu)

v1-v2 son las velocidades iniciales (antes del choque)
v1'-v2' son las velocidades finales (después del choque)

 

INTERACCION GRAVITACIONAL Y MOVIMIENTO DE PLANETAS, SATELITES  Y COMETAS

La interacción gravitatoria es la interacción consecuencia del campo gravitatorio, esto es, de la deformación del espacio por la existencia de materia

Desde el punto de vista clásico, la interacción gravitatoria, es la fuerza atractiva que sufren dos objetos con masa. Esta fuerza es proporcional al producto de las masas de cada uno, e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que los separa.

La constante de proporcionalidad es la constante de gravitación universal, G:

G = 6.67 × 10-11 N • m2/kg2

La interacción gravitatoria es la responsable de los movimientos a gran escala en todo el universo, ya que es la que hace que los planetas sigan órbitas predeterminadas alrededor del Sol.

  

Movimiento de los planetas, satélites y cometas.

Los planetas del sistema solar, así como sus satélites, anillos, asteroides y cometas, se caracterizan por movimientos muy complejos. Estos se descomponen, como en el caso de la Tierra, en movimientos sencillos que, al recomponerlos, pueden describir de forma aproximada la realidad del movimiento observado. Así, la física puede estudiarlos con mayor facilidad.

• Todos los cuerpos del sistema solar, incluido el Sol, giran alrededor de su propio eje de rotación.

• Todos los cuerpos del sistema solar giran alrededor del Sol siguiendo una órbita.

• Todos siguen trayectorias elípticas.

• Todos los satélites giran alrededor de los planetas siguiendo trayectorias elípticas.

• El eje de rotación de los planetas está inclinado respecto al plano de su órbita alrededor del Sol.

SINTESIS NEWTONIANA

Ya a finales del siglo XVII, Isaac Newton estableció su famosa ley de la gravitación universal que explica los movimientos de los planetas (debido a fuerzas atractivas gravitatorias) y justificó de modo teórico las leyes de Kepler. Se dice que Newton, al observar la caída de una manzana del árbol por su propio peso, pensó que la misma fuerza que obligaba a caer a la manzana era responsable del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra y, por extensión, del movimiento de los planetas.

Además Newton con ésta misma ley pudo predecir la trayectoria de los cometas.

S4 SESIÓN 10	Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado MRUA
contenido temático	Cambio del ímpetu y 2ª. Ley de Newton. Fuerza constante con dirección perpendicular al movimiento.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·         Describirá el movimiento uniformemente acelerado, el  desplazamiento y la rapidez. Procedimentales: ·         Planteamiento de problemas, formulación y prueba de hipótesis y elaboración de modelos del MRUA. Actitudinales ·          Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Cronometro, flexo metro, móvil, rampa con riel de aluminio, balanza. Didáctico: -          Presentación de información recabada escrita en Word, en acetatos o Power Point.
Desarrollo del Proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, pregunta lo siguiente: ¿Cómo es el movimiento de los objetos,   que se encuentran bajo la acción de una fuerza constante y que actúa en la misma dirección de la velocidad? Preguntas ¿Cómo  se define la aceleración? ¿Cuáles son ejemplos de  movimiento con aceleración? ¿Cuales formulas representan la aceleración? ¿Cuál sería una definición de la 2ª Ley de Newton? ¿Cuáles Formulas  representan la 2ª. Ley de Newton? ¿Cuáles son las  unidades básicas empleadas en las fórmulas de 2ª. Ley de Newton? Equipo 2 1 3 4 5 6 Respuesta La aceleración es una magnitud física presente en muchos de los fenómenos que nos rodean en la vida diaria y representa el cambio de la velocidad por unidad de tiempo de un cuerpo de masa (m) cuando se le aplica una fuerza (F ). Al encender un automóvil esta en reposo, al acelerar su velocidad aumenta y se mueve. Y al encender un ventilador  comienza a tener una aceleración. a=f/m f=m * a f: Fuerza a= vf – vi/t a= aceleración vf= velocidad final vi= velocidad inicial t= tiempo La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, inversamente proporcional a su masa. La dirección de la aceleración es la misma de la fuerza aplicada. F=(m)(a) F=(m)(a) m= F/a a=F/m F=m.dv/dt Si p=m(dv) F=dp/dt F= fuerza m= masas a= aceleración d= diferencial a= f/m a:m/s2 f: Newtons (N) m: kg      Se emplea con los alumnos, la técnica Discusión en equipo, para procesar su información, sintetizar y  dar repuesta al cuestionamiento FASE DE DESARROLLO - Para la fase práctica, los alumnos en cada equipo realizaran las mediciones correspondientes, empleando un móvil (balín), y obtener los datos de distancia, tiempo de recorrido, relación distancia tiempo, velocidad-tiempo, tabular y graficar los datos empleando el programa de Hoja de cálculo. Cada equipo desarrolla la actividad experimental correspondiente. Tipo de Movimiento Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado Nombre Simplificado MRUA Esquema del movimiento vi vf t Variables a medir y unidades vi=m/s= vf Masa, tiempo, velocidad. Relación de variables F=m*a Material necesario para medir Cronometro, flexo metro, móvil, rampa con riel de aluminio, balanza. Procedimiento a.- Pesar cada balín, B1,  B2. b.- Medir la distancia de recorrido del  balin y el tiempo empleado. c.- Calcular la velocidad y  aceleración del balín d.- Calcular la fuerza ejercida por  cada balín. e.- Tabular y graficar los datos empleando el programa Excel. Mediciones por equipo .         Equipo Masa m Kg B1        B2 Distancia d metros B1         B2 Tiempo t Segundos B1         B2 Velocidad V= d/t B1         B2 Aceleración a = V/t B1          B2 Fuerza F = m(a) B1         B2 1 0.0672Kg 0.00574Kg 1.56m 1.06m| 1.77s 7.19s 0. 625 m/s 1.30 m/s 0.440 m/s2 1.223 m/s2 0.440 m/s2 1.223 m/s2 2 0.0672Kg 0.00574Kg 1.53m 1.53m 1.78 s 6.36 s 0.859 m/s 0.240 m/s 0.482m/s2 0.378 m/s2 0.139 N 0.0151 N 3 0.005 kg 0.067 kg 1.82 m 1.82 m 2.10 s 1.40 s 0. 625 m/s 1.30 m/s 0.440 m/s2 1.223 m/s2 0. 0135 N 0.0145 N 4 .005KG    .066KG 1.82m 1.82m 3.30s 1.30s .5515m/s 1.40m/s .1671m/s2 1.076m/s2 .0008N .071N 5 .005 kg .066 kg 1.88m 1.88m 2.64s 1.72s 0.7121m/s 1.09 m/s 0.647 m/s2 0.6337m/s2 .003235 N 0.4158 N 6 0.00557Kg .0598Kg 1.84m 1.84m 2.64s 1.51s 69.6m/s 1.21m/s 23.3m/s2 0.8069m/s2 0.128N 0.482N Gráfica aceleración - fuerza. Conclusiones: Se preparan para mostrar el contenido y sus implicaciones a los demás equipos.   FASE DE CIERRE           - Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión y aclaración de dudas.                         Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar los resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Googledocs, Ø  Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	Informe de la actividad enviada a  su Blog personal. Producto: Presentación de los resultados correspondientes al MRUA. Resumen de la indagación bibliográfica. Actividad de Laboratorio.

Sesión  11	Diferencias entre el MRU y el MRUA, el MCU
Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales: ·         Describirán las diferencias y semejanzas, entre el MRU, MRUA y el MCU. Procedimentales: ·         Manejaran material de laboratorio, resolverán problemas sencillos, relativos al MRU, MRUA y MCU. Actitudinales ·          Reafirmarán su: Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Flexo metro, cronometro, tocadiscos. Didáctico: -          Resumen, escrito, en acetatos o Power Point
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, pregunta: ¿Cuáles son las coincidencias y diferencias que presentan los movimientos, rectilíneo uniforme,  uniformemente acelerado y el circular uniforme? Discusión previa sobre la pregunta inicial para procesar su información, sintetizar y  aprender del texto indagado. Preguntas ¿Qué es el ímpetu? ¿En qué consiste el MRUA? ¿Cómo se define el Movimiento Circular Uniforme? ¿Cuál es la Diferencias entre el MRU y el MRUA? ¿Cuál sería un ejemplo de Problema del MRUA? ¿Cuál sería un ejemplo de Problema del MCU? Equipo 4 6 5 2 1 3 Respuesta El ímpetu es una forma extraña de llamar a la cantidad de movimiento representada generalmente con la letra “p” y que es igual al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Se presenta cuando un cuerpo se desplaza en una trayectoria rectilínea con aceleración constante. La aceleración se define como el cambio en la velocidad de un cuerpo con respecto al tiempo. MCU: es un movimiento que se caracteriza porque la trayectoria descrita por el objeto es una circunferencia. La segunda ley de newton dice que las resultantes de las fuerzas (F) actúan sobre un cuerpo que describe el movimiento circular uniforme es igual al producto de la masa m por la aceleración normal. El, MRU es  movimiento es en una sola dirección en el eje horizontal. Su velocidad es constante, y implica  magnitud y dirección  inalterables. MRUA El movimiento es en línea recta. Hay una aceleración constante La velocidad de un vehículo aumenta uniformemente desde 15km/h hasta 60km/h en 20 minutos. Calcular a) la velocidad media en km/h y m/s, b) la aceleración, c) la distancia, en metros, recorrida durante este  tiempo. Recuerda que para transformar de km/h a m/s hay que dividir por 3.6 En un circuito circular corre un carro a una velocidad constante de 40 Km/h si la pista es de 84 km ¿cuanto tardara en dar  5 vueltas? Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. FASE DE DESARROLLO Solicitar  reunirse dos equipos, y cada par desarrollara el ejemplo (anexo) acerca de las características de cada uno de los movimientos: equipos 1                                   6 2                                     5 3                                  4 tipo de movimiento movimiento rectilíneo uniforme movimiento rectilíneo uniformemente acelerado movimiento circular uniforme nombre simplificado MRU MRUA MCU esquema del movimiento vi   vf variables a medir y unidades Distancia (m,cm) tiempo (s) Velocidad(km/h, m/s) Tiempo (s,h) Perímetro (cm, m) Tiempo (seg) relación de variables V=d/t A=VF-VI/T Rpm= vueltas/min material necesario para medir Cronometro Flexo metro Moviles FLEXOMETRO CRONOMETRO MOVILES RIEL Cronometro Flexo metro Móvil Plato giratorio procedimiento a)      Medir la circunferencia del plato del tocadiscos b)      Conectar a la corriente eléctrica el tocadiscos c)       Medir el tiempo de recorrido de la circunferencia para calcular la velocidad. Tres veces para obtener el promedio. d)      Medir  el  tiempo en el cual el plato gira cinco revoluciones (tres mediciones para obtener el promedio. para calcular las revoluciones por minuto. mediciones Se hace una tabla en la que se anotan las mediciones: Equipo Circunferencia del Plato. cm Tiempo de recorrido de la circunferencia seg Velocidad del plato Cm/seg Tiempo minutos de cinco revoluciones Revoluciones por minuto del plato. 1 95 1.71 55.55 0.16 36.42 2 94.82 1.85 51.25 0.14 35.71 3 94.7 1.96 54.34 0.14 35.69 4 94.24 1.97 47.83 .144 34.72 5 94.3 1.86 50.6 0.15 33.3 6 94.3 1.72 54.8 0.15 34.45 Graficar los datos en la Hoja de cálculo: equipo-velocidad y equipo-revoluciones por minuto.     Discusión en equipo sobre los resultados obtenidos. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en los diversos equipos.                        FASE DE CIERRE Al final de las presentaciones se lleva a cabo una discusión extensa mediada por el Profesor, en la clase, de lo  que se aprendió. Para generar una conclusión grupal. Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar los resultados en su Blog. Ø  Indagaran los temas siguientes de acuerdo al cronograma, y los depositaran en su Blog personal en la cual contendrá su información, Ø  Los integrantes de cada equipo, se comunicaran la información indagada y la procesaran en Google docs, Ø  Analizaran y sintetizaran los resultados, para presentarla al Profesor en la siguiente sesión.
evaluación	Informe de la actividad enviada al  Blog personal.     Contenido:     Resumen de la indagación bibliográfica.     Actividad desarrollada.     Conclusiones.

Recapitulación 4

Resumen  del  martes y jueves

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El día martes revisamos las indagaciones de la semana acerca de la segunda ley de Newton. El  día estuvimos realizando la práctica del MCU donde se medía el perímetro de un tocadiscos, tiempo que tardaba en dar una vuelta sacando así su velocidad.	El día martes se revisaron las indagaciones y se realizo la práctica del balín en donde pesamos el balín pequeño y grande y vimos que por diferencia de peso y tamaño su aceleración será diferente  y se hablo sobre el tema el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la segunda ley de newton e hicimos una tabla y grafica con los datos obtenidos por todos los equipos. El día jueves se realizó una práctica relacionada con el movimiento circular uniforme, midiendo la velocidad y revolución por minuto del tocadiscos y se volvió a realizar una tabla y grafica con los datos obtenidos por todos los equipos.	el día martes 26 revisé las indagaciones de la 2 ley de newton Hice  algunos ejercicios resolví  preguntas de las indagaciones e hice una práctica de del MRU. E día jueves hice la práctica del MCU y tuve  que medir el perímetro de un plato giratorio.	El día martes revisamos la tarea que hablaba de la Segunda Ley de Newton. El día jueves vimos lo que era el Ímpetu, además hicimos una práctica de MCU en donde teníamos que medir el perímetro de un plato de toca discos, ver el tiempo que se tardaba al dar una vuelta y así sacamos su velocidad. Además de calcular las revoluciones que dio en 5 vueltas, calculando también el tiempo.	El martes revisamos las indagaciones, la segunda Ley de Newton, el MRUA, el MCU. Hicimos una práctica con los balines, anotamos los datos, su distancia y tiempo. El jueves hicimos una práctica de MCU con un disco giratorio, lo medimos y contamos sus revoluciones en un determinado tiempo	El día martes 26 revisamos las indagaciones bibliográficas acerca de la segunda ley de Newton y realizamos un ejercicio con respecto a la tarea, sacamos la aceleración de un móvil. El día jueves 28 vimos las relaciones entre MRU y MRUA y se realizó una práctica para sacar las revoluciones de una circunferencia (toca discos) MCU.