GUIA N° 3 DE FISICA PARA 1° MEDIO Cursos: 1° medio Profesor

GUIA N° 3 DE FISICA PARA 1° MEDIO
Cursos: 1° medio
Profesor: Mario Sánchez Hevia.
Tópico Generativo: Fuerza y Movimiento.
Aprendizajes Esperados:
1.- Definir y caracterizar el concepto Fuerza.
2.- Reconocer y ejemplificar diferentes tipos de fuerzas.
3.-Reconocer y representar las fuerzas como una magnitud vectorial.
4.- Describir el funcionamiento de un Dinamómetro.
5.-Identificar la unidad internacional de Fuerza.
6.-Diferenciar entre deformaciones elásticas y plásticas producidas por las fuerzas.
7.- Reconocer otros efectos que puede producir una fuerza sobre un cuerpo.
FUERZAS
Lo primero que tienes que tener muy claro es que la fuerza es una acción en la cual
interactúan dos cuerpos, un cuerpo que ejecuta la fuerza llamado agente y otro cuerpo que
recibe la fuerza llamado receptor.
Esta acción implica necesariamente un contacto entre ambos cuerpos, contacto que puede
ser:
1) directo, es decir, los dos cuerpos que realizan la acción están en contacto
2) a distancia, es decir, sin que exista contacto entre ellos
Fuerza por contacto directo: cuando un forzudo levanta una pesa. El agente es el forzudo,
el receptor es la pesa.
Fuerza por contacto a distancia: cuando un imán atrae un metal. El agente es el imán, el
receptor es el metal atraído.
Un cuerpo puede ser agente de una fuerza y simultáneamente receptor de otra diferente.
Por ejemplo: Pablo empuja su auto; Pablo es el agente que ejerce la fuerza sobre el auto, y a
su vez Pablo es el receptor de la fuerza de gravedad de la Tierra.
Antes de seguir hay que aclarar algo:
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Cuando hablamos de cuerpo en física, no nos referimos al cuerpo humano. En la
física, un cuerpo es cualquier tipo de cuerpo, ya sea sólido, líquido o gaseoso.
Es común pensar que aplicar una fuerza es una atribución exclusiva de los seres
vivos y que las cosas inanimadas no pueden ejercerla. Pero esto no es así, la fuerza
es una interacción entre dos cuerpos independiente de si estos poseen vida o no.
Fuerza ejercida por seres vivos: un caballo tirando de una carreta.
Fuerza ejercida por un agente inanimado: un velero impulsado por el viento.
Fuerza y energía
Ojalá no seas de aquellos que piensan que energía es sinónimo de fuerza, porque eso no es
verdad. La fuerza es la acción mediante la cuál un cuerpo puede comunicar energía a otro.
La fuerza sólo existe mientras los cuerpos interactúan.
La fuerza solo puede ser medida de manera indirecta, es decir, a partir de los efectos que
produce en los cuerpos. Así por ejemplo con un dinamómetro se puede medir la
deformación de un resorte cuando se le aplica una fuerza.
La fuerza no está en las cosas
¿Quién tiene más fuerza, un levantador de pesas o una señora que carga una bolsa de
compras?
Seguramente que tu respuesta será que el levantador de pesas. Sin embargo, lo que ocurre
es que el levantador de pesas tiene una gran capacidad para ejercer fuerza, pero no es
correcto decir que él tiene fuerza, pues la fuerza no está en las cosas, ni en las personas
sino que se presenta cuando un cuerpo realiza una acción sobre otro.
¿Cómo se representan las fuerzas?
Las fuerzas no se pueden ver, solo podemos ver sus efectos, como por ejemplo cuando
estiras un elástico o cuando modelas una figura en plasticina.
Solamente podemos representarlas gráficamente por medios de flechas a las que se le
dominan en este caso como vectores.
Los vectores nos permiten saber: la magnitud, dirección y sentido de la fuerza. La
magnitud o módulo es la cantidad de fuerza que se está aplicando sobre el receptor y se
presenta por la longitud de la flecha.
El sentido: se representa a través de la punta o extremo de la flecha.
La dirección: corresponde al ángulo formado por la línea recta que contiene al vector y a la
horizontal.
Por convicción, la fuerza se dibujará mediante un vector cuyo origen se encuentra al centro
del cuerpo receptor de la fuerza, mientras que su dirección y sentido serán los mismos en
que se aplica la fuerza, y su magnitud indicará la cantidad de fuerza aplicada.
Muchas veces se confunde la dirección y el sentido de un vector, sin embargo, son
conceptos que indican cosas distintas:
La dirección puede ser vertical u horizontal, de norte a sur, de sur a norte, de este a oeste,
de oeste a este.
El sentido puede ser: hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia abajo o hacia arriba.
Por ejemplo:
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Si una persona levanta un objeto con su mano desde el suelo, la dirección de la
fuerza es vertical, mientras que su sentido es hacia arriba.
Un auto viaja desde Punta Arenas hacia Iquique, la dirección es de sur a norte,
mientras que su sentido es hacia el norte. Si el mismo auto regresa desde Iquique a
Punta Arenas, su dirección de viaje no cambia, mientras que su sentido será ahora
de norte a sur.
¿Cómo se mide la intensidad de la fuerza?
Para medir la intensidad de una fuerza que se aplica a un cuerpo, se usa un instrumento
llamado DINAMÓMETRO. Este instrumento se vale de la elasticidad de un resorte cuando
una fuerza actúa sobre él para estirarlo.
Cuando una fuerza tira del resorte de un dinamómetro, este se estira y el indicador se
desplaza sobre una escala graduada que indica el módulo de dicha fuerza.
La unidad de medida de esta fuerza se denomina Newton (N), en honor al físico inglés
Isaac Newton y se expresa de la siguiente manera:
1𝑁 =
kg · m
seg²
1kilógramo es igual a 10 N.
Las fuerzas pueden producir varios efectos en los cuerpos en que actúan, por ejemplo:
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Deformaciones: estas producen en el cuerpo receptor cambios de forma. Estos
cambios de forma pueden ser de dos tipos:
• Deformaciones plásticas
• Deformaciones elásticas
La deformaciones plásticas se producen cuando el cuerpo receptor recibe una fuerza y
modifica su forma, pero cuando la fuerza deja de actuar no vuelve a recupera la forma
inicial.
Por ejemplo: Ignacia y Matías desean hacer figuras con plasticina. Para ello toman un trozo
de plasticina y comienzan a modelar, una vez que le dan la forma que desean, la plasticina
no vuelve a recuperar la forma que tenían cuando comenzaron a modelarla
Las deformaciones elásticas se producen cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, le
produce una deformación y cuando deja de actuar el cuerpo vuelve a su forma inicial. Por
ejemplo: el elástico, los resortes. Si aplicas una fuerza sobre un globo, este cambia de
forma, pero si dejas de apretarlo volverá a recuperarla
Otros efectos que produce la fuerza:
• cambio en la dirección del movimiento: por ejemplo cuando juegas voleibol, la pelota va
cambiando constantemente de dirección.
• aumento o disminución de la velocidad: cuando alguien se columpia y le pide a otra
persona que le dé un empujón.
• ponerse en movimiento o detenerse: en un partido de fútbol un delantero le da un puntapié
a la pelota y la pone en movimiento; el arquero, por su parte, ejerce una fuerza sobre la
pelota para detenerla, impidiendo el gol.
PREGUNTAS:
1.- ¿Qué es una fuerza y cuantos cuerpos intervienen?
2.-¿Qué son las fuerzas de contacto directo y de contacto a distancia?
3.- ¿Qué diferencia hay entre fuerza y energía?
4.- ¿Qué tipo de magnitud es una fuerza y por qué?
5.- Explica cómo se debe dibujar correctamente un vector fuerza.
6.- ¿ Qué es un dinamómetro y cómo funciona?
7.- ¿Cuál es la unidad internacional que permite medir fuerza y como se expresa?
8.- ¿Qué son las deformaciones elásticas y plásticas?
9.- ¿ Qué otros efectos puede producir las fuerzas sobre los cuerpos?