Semana 5

SEMANA 5

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

  

Conservación del Impetu.

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)

 

Interacción Gravitacional y Movimiento de los Planetas, Satélites 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.

• 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.

Síntesis Newtoniana. 

Ya a finales del siglo XVII, Isaac Newton estableció su f'amosa Ley de la Gravitación Universal que explica los movimientos de los planetas (devido 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 al rededor de la Tierra y por extensión, del movimiento de los planetas.

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

SESIÓN 13 (Martes) Tercera Ley de Newton

Fuerzas de acción y reacción, Tercera ley de Newton. Conservación del Ímpetu.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·       Identificaran  la conservación del ímpetu, en fuerzas de acción y reacción. Procedimentales ·        Identificación de las fuerzas de acción y reacción en sistemas físicos. Actitudinales ·          Confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De laboratorio: -          Dinamómetros, contrapesos, balanza,  cronometro, flexo metro, patineta. Didáctico: -          Presentación escrita, en acetatos o Presentador.
Desarrollo del Proceso	FASE DE APERTURA El Profesor de acuerdo a su Planeación de clase, presenta a los alumnos: Preguntas: Pregunta ¿Cómo se define la 3ª. Ley de Newton? ¿Cuáles son las variables que intervienen en la 3ª. Ley de Newton? ¿Qué ejemplos  de la vida cotidiana serían de la 3ª. Ley de Newton? ¿Qué es el ímpetu? ¿Cuáles son las variables que intervienen en el cálculo del ímpetu? ¿Cómo se define la conservación del ímpetu? Equipo 4 3 1 2 6 5 Respuesta “Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria, ósea las acciones mutuas de dos grupos y cuerpos siempre son iguales y dirigidos en direcciones opuesta” Entre los diversos factores que afectan a la 3ra ley de Newton son la fuerza (F) que es la que ejerce un objeto contra otro, la gravedad (g) que es la fuerza de atracción de la tierra y la aceleración, que es la que cada cuerpo posee. Al interactuar con el piso al caminar; tu empuje contra el piso se acepta al empuje del piso contra ti. Los neumáticos y el asfalto se empujan entre sí. Es la cantidad de movimiento y se define como el producto de la masa del cuerpo por su velocidad y matemáticamente se expresa por: C= m*v Donde C es la cantidad de movimiento en kilogramos m/s m es la masa de cuerpo en kilogramos v es la velocidad del cuerpo en metros sobre segundos. C= m*v C: cantidad de movimiento en kg. m: masa del cuerpo en kg v: velocidad del cuerpo en m/s La cantidad de ímpetu inicial debe transferir integralmente al sistema y aparecer igual sin importar la cantidad de veces que se transfiere o distribuye. Cuando dos objetos chocan, el ímpetu de cada uno de ellos puede variar, pero el ímpetu total del sistema constituido por ambos objetos a  menudo permanece constante. En una revista de divulgación científica alemana se propusieron dos métodos de aprovechar la energía del chorro de gases para impulsar una lancha, que se muestran esquemáticamente en la figura. ¿Cuál de ellos es más eficaz? Cada equipo realiza una discusión previa sobre la pregunta inicial. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. FASE DE DESARROLLO Procedimiento experimental Calcular la fuerza ejercida por un contrapeso al colocarlo sobre la mesa de trabajo. Calcular los giros del globo con respecto a su perímetro: Equipo Perímetro del Globo cm Giros del Globo 1 76 7 2 58.5 9 3 75 7 4 72 8 5 69 5 6 60 4 Conclusiones: Calcular la fuerza ejercida sobre una patineta al impulsarla  por un alumno con un pie. Equipo Masa Kg Distancia m Tiempo  s Velocidad m/s Aceleración m/s2 Fuerza F=m.a 1 2.53 14.8 5.01 2.95 8.72 22.06 Registran las mediciones: masa, distancia, tiempo, calculan velocidad, aceleración, fuerza. Grafican la información empleando la Hoja de cálculo.   Discusión por equipo sobre los resultados  obtenidos. Exposición al grupo y discusión en el grupo mediada por el Profesor, sobre lo obtenido en diversos 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 grupal.                       Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus 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 escrito electrónico de las actividades enviado al  Blog personal.     Contenido:     Resumen de la indagación bibliográfica.     Actividad de Laboratorio.

 
SESIÓN 14 (Jueves) GRAVITACION UNIVERSAL Y SINTESIS  NEWTONIANA.

1ª. 2ª. Y 3ª.Ley de Newton, fuerza de la gravedad. Síntesis Newtoniana.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales ·         Conocerán la relación de 1ª. 2ª. Y 3ª.Ley de Newton con la fuerza de la gravedad. De acuerdo al desarrollo de Newton. Procedimentales ·         Relacionaran  las  variables, distancia, tiempo, masa, fuerza, velocidad, aceleración Describirán diferentes sistemas y fenómenos físicos donde intervienen estas variables. Actitudinales ·          Reafirmarán su: confianza, cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia.
Materiales generales	De Laboratorio: -          Una botella desechable de un litro, vacía, otra llena con agua, aceite, alcohol. -          Balanza, cronometro, flexometro.
Desarrollo del Proceso	Proceso FASE DE APERTURA -          El Profesor de acuerdo a su Planeación de les plantea la siguientes preguntas: Preguntas: ¿Qué significa la Interacción gravitacional? ¿Cuál es la causa del movimiento de los planetas? ¿Cómo afecta la gravedad terrestre a los satélites? ¿En qué consiste la Síntesis Newtoniana? ¿Cuál es la Formula de la síntesis newtoniana? ¿Cuáles son las unidades utilizadas en la Formula de la Gravitación Universal? Equipo 5 3 4 2 6 1 Respuesta Es la interacción consecuencial de el campo gravitatorio, esto es la deformación del espacio por la existencia de la materia Por la gravedad, la gravedad del sol mantienen a los planetas en órbita alrededor de el. Cuando un planeta esta más cerca de su estrella madre debe girar más rápido que los lejanos para no chocar contra el sol. Atracción gravitatoria. Es la interacción consecuencia del campo gravitaría, esto es de la deformación del espacio por la existencia de la materia. Su estudio comenzó con Newton, al proclamar su célebre “Ley de atracción Universal” G= 9.8 m/s2 Isaac Newton descubrió quela gravitación es un fenómeno Universal. Todos los cuerpos en el Universo se atraen entre sí gravitacionalmente y la fuerza de atracción (F) entre dos cuerpos es proporcional a sus masas (M1 y M2) e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias (d) que los separe: donde G es la constante de la gravitación. F= m1 m2/ d2 F= Fuerza de gravitación M1= masa 1 M2= masa 2 D= distancia G= 6.67 x 10 – 10 N x m2/kg2 m= kg d= metro F= N -          Discusión por equipo sobre las respuestas obtenidas. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo presentado en diversos equipos. FASE DE DESARROLLO  Procedimiento experimental: Caída de una botella vacía y caída de una botella llena de agua. Llevar las botellas hacia la parte alta del barandal,  dejar caer al mismo tiempo las botellas vacía  y llena, medir el tiempo de  llegada al piso. Repetir la actividad con la botella llena  del aceite y después con el alcohol. Material Tiempo de caída Tiempo de caída B. vacía Agua Aceite Alcohol  Se hace una tabla en la que se anotan las mediciones. Se anotan observaciones. Discusión por equipo sobre lo obtenido. Exposición al grupo y discusión en el grupo sobre lo obtenido en diversos equipos. Conservación del ímpetu m1.v1 – m2.v2  = 0 Material: bascula, cronometro, metro, riel, 2 balines (chico y grande) Procedimiento: 1.- Pesar los balines 2.- Medir el riel 3.- Colocar un balín en la posición intermedia del riel, medir la distancia a un extremo. 4.- Colocar el segundo balín al extremo del riel e impulsar hacia el primer balín y medir el tiempo. 5.- Calcular la velocidad y el ímpetu de cada balín y la diferencia de ímpetu entre ambos balines. 6.- Tabular y graficar los datos: equipo-diferencia de ímpetu. Equipo Balín 1 Balín 2 Masa g Distancia m Tiempo seg Velocidad m/seg Impetu m.v g.m/s Masa g Distancia m Tiempo seg Velocidad m/seg Impetu m.v g.m/s Diferencia de ímpetu 1 66.7 0.76 1.19 63.8 4259.8 5.5 0.76 3.27 23.24 127.8 4132 2 66.8 1.85 2.28 5.5 3674 5.6 158 3.19 49 274.4 3399.6 3 66.7 1.58 2.4 5.1 3653.6 5.5 1.58 3.3 47.87 236.33 3417.2 4 66 76 1.03 32.93 4869.90 5 109 3.31 32.93 164.65 4705.3 5 66.71 153 3 51 3402.21 5.5 153 1.26 121.42 667.81 2734.4 6 66.8 175 1.80 5.6 3236.8 5.78 175 3.2 54.6875 316.09375 3920.7 Calcular la fuerza de atracción entre las dos masas y la distancia que las separa. F =G( M.m/d2) Equipo Masa a kg Masa b  kg Distancia  m Fuerza  N Conclusiones: 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 grupal.    Actividad Extra clase: Los alumnos: Ø  Elaboraran su informe,  para registrar sus 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 al Blog personal.     Contenido:     Resumen de la indagación bibliográfica.     Actividad de Laboratorio. Ejercicios resueltos.