FISICA GUIA N°4

Corporación de Desarrollo Social
Liceo Polivalente Arturo Alessandri Palma
Departamento de Física
Profesores:
Patricia Navarro, Miguel Castro, Christian Contreras
[email protected]
Guía de Aprendizaje N° 4
NM3 ELECTIVO
Instrucciones:

Lea comprensivamente la guía, con el apoyo de tu cuaderno y libro de aquellos conceptos
que no recuerdas.

Sigue atentamente los pasos del ejercicio resuelto.

Resuelva ordenadamente los problemas planteados, verificando tu desarrollo con las
respuestas entregadas.

En caso de no coincidir con los resultados, revisa los procedimientos realizados.

Resuelve la evaluación y envíala a través del correo electrónico señalando, indicando:
Curso, nombre y profesor.
Fecha de Recepción:
Enviar por correo electrónico hasta las 14:00 horas del 28 de noviembre del 2011.
Mail:
SECTOR:
[email protected]
FISICA MODULO
PROFESOR: MIGUEL CASTRO
UNIDAD TEMÁTICA:
CONTENIDO:
Nivel/curso
NM3/ D,E,F y G
Plazo: 28 /11/2011, 14:00 HORAS
GRAVITACIÓN UNIVERSAL
LEY DE GRAVITACIÓN
APRENDIZAJES ESPERADOS: RECONOCEN Y APLICAN LA IMPORTANCIA DE LA LEY DE
GRAVITACIÓN UNIVERSAL EN EL DESARROLLO DEL AVANCE CIENTÍFICO Y
ASTRONÓMICO.
CONCEPTOS FUNDAMENTALES
DE LA LEY Y LA FUERZA GRAVITACIONAL
La Ley de Gravitación Universal fue descubierta por Newton, cuando paseando en la
finca de su madre observo la caída de una manzana .Al ver caer la fruta comprendió
repentinamente por qué la Luna gira en torno a la Tierra, sin alejarse y sin precipitarse
sobre nuestro planeta.
Por este hecho Newton se pregunto “¿, si la manzana cae, quizá todos los cuerpos en el
Universo se atraen entre sí de la misma forma como la manzana fue atraída por la
Tierra?”. Es así como, Newton comenzó a trabajar sobre eso hasta que descubrió la Ley
de Gravitación Universal, que publicó en 1686 en sus Mathematical Principles of Natural
Philosophy. La cual se enuncia de la siguiente forma:
“Toda partícula material del universo atrae a cualquier otra partícula con una
fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente
proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”
¿Qué significa que la fuerza de atracción gravitatoria es directamente proporcional al
producto de las masas que se están atrayendo? Si en idénticas condiciones se estuvieran
atrayendo dos cuerpos de masas:
m1 = 2 Kg y m2 = 10 Kg,
Se atraerían con menor intensidad que estos otros dos cuerpos, de masas:
m'1 = 3 Kg y m'2 = 7 Kg,
El segundo par se atrae más intensamente, ya que el producto de las dos segundas es
mayor que el de las dos primeras. Fácil.
¿Y qué significa que es inversamente proporcional al cuadrado de las distancia que las
separa? Supongamos que tenemos un par de cuerpos de masa unidad... distanciados una
distancia d. Si las separo una distancia 10 d... la fuerza con la que se atraerán será 100
veces menor. Y si ahora las acerco para que queden separadas una distancia d/2...
Entonces la fuerza con la que se atraerán será 4 veces mayor que la inicial. Fácil, ¿no?
Si las partículas que tienen masas m1 y m2 están separadas una distancia r medida desde
sus centros, como se ve en la figura , entonces, de acuerdo a la ley de gravitación
universal, la fuerza de atracción gravitacional FG ejercida por la masa m1 sobre la masa
m2 es:
Su magnitud es:
La constante de proporcionalidad G se llama Constante de Gravitación Universal, y
r12 es un vector unitario radial dirigido desde la masa m1 a la masa m2. El valor de G,
que se determina experimentalmente, y su unidad de medida en el SI es 6.672 x 10-11 N
m2/kg2. El signo menos en la FG indica que la fuerza es de atracción, dirigida desde m2
hacia m1, es decir es opuesta a la dirección radial hacia fuera, desde la masa m1 que
ejerce la fuerza sobre m2; en los cálculos su valor numérico es siempre positivo.
Se debe tener presente que:
• La constante universal G no se debe confundir con el vector g, que ni es universal ni es
constante.
• La ley de gravitación universal no es ecuación de definición de ninguna de las variables
físicas contenidas en ella.
• La ley de gravitación universal expresa la fuerza entre partículas. Si se quiere
determinar la fuerza gravitacional entre cuerpos reales, se los debe considerar formado
por un conjunto de partículas.
• Las fuerzas de gravitación entre partículas son parejas de acción y reacción.
A continuación se entregan algunos link que te permitirán profundizar estos
contenidos:
http://www.youtube.com/v/eDtCUdXubZ0&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/alCwZaIPez4&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/XWCIUvDwD5U&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/PhlCI6kxf2g&fs=1&source=uds&autoplay=1
http://www.youtube.com/v/lKNTUUVjEDo&fs=1&source=uds&autoplay=1
EJEMPLO:
Encontrar la distancia a la que hay que colocar dos masas de un kilogramo cada una,
para que se atraigan con una fuerza de un 1 N.
Datos
F =1N
G = 6.67 x10-11 Nm2/kg2
m1=1kg
m2=1kg
r =?
EJERCICIOS PROPUESTOS
1.- Dos masas de 4 x 106 kg y 2 x 105 kg se encuentran separadas 0,5m. Calcular la
fuerza con la que se atraen.
Sol:(F= 213,44 N)
2.- Dos cuerpos de masas puntuales iguales se atraen con una fuerza de 6,67 x 10-11 N si
se encuentran separadas 1m. Calcular el valor de las masas. Sol: (M1=M2=1 kg)
3.- Dos cuerpos se atraen con una fuerza de 800 N. Si uno de ellos duplica su masa y el
otro la triplica y la distancia entre ellos se cuadruplica. ¿Cuál es la nueva fuerza de
atracción gravitatoria entre ellos? Sol: (F=300 N)
4.- Si el módulo de la fuerza de atracción del Sol sobre un planeta es igual a 4x1022 N.
Si la masa del Sol se volviese 3 veces mayor y la distancia se redujera a la mitad. ¿El
módulo de la fuerza de atracción entre ellos sería? Sol: (F= 48 x 10 22 N)
5.- Hallar la fuerza con que se atraen dos masas de 5,5 x 1024 Kg, y 7,3 x 1022 Kg.
Separados por una distancia de 3,8 x 108 m
Sol: (F= 18,55 x 10 19 N)
¿Ya resolviste los ejercicios? Entonces, toma un breve descanso y luego
continúa con la evaluación.
Ahora, realiza la siguiente evaluación y envíanos tu respuesta con el desarrollo respectivo, en
DOCUMENTO DE WORD 97 - 2003. Recuerda que cada paso debe estar debidamente
justificado. Te adjunto la pauta de evaluación para que sepas cómo se calificará tu trabajo.
ACTIVIDAD DE EVALUACIÓN
Luego de responder tu evaluación debes enviarla al correo:
[email protected]
Tus trabajos serán recibidos hasta el 28 noviembre del 2011,14:00 hrs
Toda consulta debe realizarse en la Parroquia Italiana.
Av. Bustamante 180, (metro P. Bustamante) de 10:10 a 11:20 horas.
No se responderán consultas por internet
Evaluación
Calcular la masa de un cuerpo, si fuerza de atracción entre dos masas es de 1,8 x 10 -2
N y la masa de una de ellas 0,6 x 102 Kg., y las separa una distancia de 0,2 x 10 -1 m.
Categoría
Razonamiento
del
problema
4
3
2
1
El alumno resuelve
correctamente el
problema anotando
en primer lugar los
datos
proporcionados por
el enunciado,
relacionando con
la/s expresión/es
que necesita
utilizar y
aplicándolas
correctamente.
El alumno resuelve el
problema anotando
en primer lugar los
datos proporcionados
por el enunciado,
relacionando con la
expresión/expresiones
que necesita utilizar y
aplicándolas aunque
comete algún error.
El alumno no resuelve
el problema
correctamente pero
anota los datos
proporcionados y
relaciona con la
expresión/expresiones
a utilizar.
El alumno
no
resuelve
el
problema.