FÍSICA DECIMO

INTRODUCCIÓN

Cuando pasamos la mirada en derredor nuestro, captamos una gran cantidad de objetos en movimiento: automóviles, pájaros, aviones, nubes, el Sol, personas... y todo aparenta estar en movimiento. Por supuesto que apreciamos cosas inmóviles, como las bancas en un parque, las construcciones, los postes y los automóviles estacionados. De cualquier modo, el movimiento es un fenómeno cotidiano con múltiples aspectos medibles, por lo que es objeto de nuestro estudio.

Los alumnos de ciencias comienzan el estudio de la física por la mecánica Newtoniana, clásica. No sólo porque muchos de sus conceptos están en la base de toda la física, sino porque el estudio del movimiento de los cuerpos, objeto de la mecánica, proporciona, por la percepción directa e inmediata de muchos movimientos simples e importantes, una ocasión formativa ejemplar para enseñar a un estudiante cómo en un modelo científico se articulan racionalmente unos conceptos en una teoría, y cómo sus consecuencias se corresponden en mayor o menor grado con los comportamientos reales de los cuerpos del mundo. Además, en ese empeño avanza y se afianza el aprendizaje de diversos saberes: el cálculo, el álgebra, la geometría, el dibujo, aunados en el propósito de estudiar el movimiento de los cuerpos, preparando al estudiante para abordar luego teorías físicas, teorías científicas, más abstractas y más complejas.

PRECURSORES DE LA FISICA

La historia de la física comienza en la antigüedad donde los griegos se hicieron las primeras preguntas sobre los sucesos de la naturaleza, muchas veces dando explicaciones  sobrenaturales a los fenómenos naturales, hasta que con el uso de la lógica los primeros pensadores empiezan a dar interpretaciones sobre el mundo que los rodea dando inicio así a la #FILOSOFÍA NATURAL que trajo el pensamiento deductivo iniciando así la historia del método científico y el origen de la ciencia, la física y filosofía están muy relacionadas y juntas llevaron a la revolución científica o revolución de Copérnico, y a el origen de la física clásica, desarrollando así amplia mente campos como la astronomía y la mecánica, demostrando la naturaleza del universo con el heliocentrismo y experimentación, todo esto gracias a los Creadores de la física:

-Aristóteles 

-Nicolás Copérnico 

-Kepler 

-René Descartes 

-Galileo Galilei (padre de la ciencia) 

-Isaac Newton 

MÉTODO CIENTIFICO

El método científico es un conjunto de pasos ordenados que se emplean para adquirir nuevos conocimientos. Para poder ser calificado como científico debe basarse en el empirismo, en la medición y, además, debe estar sujeto a la razón.

Como tal, es una forma estructurada y sistemática de abordar la investigación en el ámbito de las ciencias. En este sentido, se vale de la observación, la experimentación, la demostración de hipótesis y el razonamiento lógico para verificar los resultados obtenidos y ampliar el conocimiento que, en esa materia, se tenía. Sus hallazgos pueden dar lugar a leyes y teorías.

Dicho de una forma sencilla, el método científico es una herramienta de investigación cuyo objetivo es resolver las preguntas formuladas mediante un trabajo sistemático y, en este sentido, comprobar la veracidad o falsedad de una tesis.

De allí que un artículo científico sea el resultado de un estudio realizado y comprobado a través del método científico.

El método científico, para que sea considerado como tal, debe tener dos características: debe poder ser reproducible por cualquier persona, en cualquier lugar; y debe poder ser refutable, pues toda proposición científica debe ser susceptible de poder ser objetada.

Pasos del método científico

El método científico consta de una serie de pasos básicos que deben ser cumplidos con sumo rigor para garantizar la validez de su resultado.

Observación

Es la fase inicial. Comprende la investigación, recolección, análisis y organización de datos relacionados con el tema que nos interesa.

Proposición

Es el punto de partida de nuestro trabajo. Plantea la duda que nos proponemos despejar.

Hipótesis

Es el planteamiento de la posible solución al problema o asunto que vamos a tratar. En este sentido, se basa en una suposición que marca el plan de trabajo que nos trazaremos, pues intentaremos demostrar su validez o falsedad.

Verificación y experimentación

En este paso, se intentará probar nuestra hipótesis a través de experimentos sujetos al rigor científico de nuestra investigación.

Demostración

Es la parte donde analizamos si hemos logrado demostrar nuestra hipótesis apoyándonos en los datos obtenidos.

Conclusiones

Es la etapa final. Aquí se indican las causas de los resultados de nuestra investigación, y se reflexiona sobre el conocimiento científico que generó.

CONVERSIÓN DE UNIDADES Y FACTORES DE CONVERSIÓN

Un factor de conversión es una relación conocida entre dos cantidades que se expresan en diferentes unidades. Se usa en la llamada ecuación dimensional.

MAGNITUDES FÍSICAS
*Es toda propiedad que caracteriza a los cuerpos o a los fenómenos y que puede ser medida.
*Se establecen magnitudes fundamentales, ya que, en función de ellas se expresan las demás.

LONGITUD: permite realizar ubicaciones espaciales. Su unidad de medida es el metro.

LA MASA: Es la medida de la cantidad de materia que tiene un cuerpo. Su unidad de medida base es el gramo.

EL TIEMPO: Es la medida de duración o separación de acontecimientos. Su unidad de medida base es el segundo

SISTEMAS DE UNIDADES

Sistema internacional (SI): toma como unidades patrón las siguientes: de longitud, el metro; de masa el kilogramo; de tiempo el segundo.

Longitud: 

MÙTIPLOS				SUBMÙLTIPLOS
km	hm	dam	m	dc	cm	mm
1000m	100m	10m	1m	0.1m	0.01m	0.001m
1x103m	1x102m	1x10m	1m	1x10-1m	1x10-2m	1x10-3m

MASA:

MÙTIPLOS				SUBMÙLTIPLOS
Kg	Hg	dag	G	dg	cg	mg
1000g	100g	10g	1g	0.1g	0.01g	0.001g
1x103g	1x102g	1x10g	1g	1x10-1g	1x10-2g	1x10-3g

TIEMPO:

MEDIDA	EQUIVALENCIA
Segundo (s)	1s
Minuto (min)	60 s
Hora (h)	60 min / 3600s
Día	24h
Semana	7 días
Mes	31, 30 ò 28 días
año	365 días
Bienio	2 años
Trienio	3 años
Lustro	5 años
década	10 años

Sistema cegesimal (cgs): aquí el patrón longitud lo expresamos en centímetros, masa en gramos y tiempo en segundos.

Sistema ingles: medida patrón longitud el pie (ft), masa (slug), tiempo (s).

MAGNITUDES ESCALARES Y VECTORIALES

Una magnitud física es toda propiedad que caracteriza a los cuerpos o a los fenómenos y que puede ser medida. La física, como ciencia experimental que es, requiere de la medición para describir las propiedades o los fenómenos que se van a estudiar. Las magnitudes físicas se clasifican en fundamentales y derivadas.

VECTOR: Un vector es una cantidad física que para ser definida debe tenerse en cuenta tanto su magnitud (un número con su unidad) como su dirección; son ejemplos de vectores el desplazamiento, la velocidad y la fuerza, entre otros; a manera de síntesis podemos decir que un vector es un segmento dirigido.

Definir la dirección de un vector exige primero establecer un sistema de coordenadas respecto al cual se determine el ángulo del vector; este se mide respecto al eje positivo de las X (X+).

IGUALDAD DE VECTORES 

Atendiendo a la definición dada, un vector B es igual a otro A si la magnitud y dirección son las mismas. En la figura 1.23 los A y B son iguales, y D y C son diferentes.

Las magnitudes escalares son aquellas que quedan totalmente determinadas dando un sólo número real y una unidad de medida. Ejemplos de este tipo de magnitud son la longitud de un hilo, la masa de un cuerpo o el tiempo transcurrido entre dos sucesos. Se las puede representar mediante segmentos tomados sobre una recta a partir de un origen y de longitud igual al número real que indica su medida. Otros ejemplos de magnitudes escalares son la densidad; el volumen; el trabajo mecánico; la potencia; la temperatura. 

A las magnitudes vectoriales no se las puede determinar completamente mediante un número real y una unidad de medida. Por ejemplo: En las fuerzas sus efectos dependen no sólo de la intensidad sino también de las direcciones y sentidos en que actúan. Para representarlas hay que tomar segmentos orientados, o sea, segmentos de recta cada uno de ellos determinado entre dos puntos extremos dados en un cierto orden. 

SUMA DE VECTORES 

Para sumar dos vectores se pueden utilizar: método gráfico o método analítico

MÉTODO GRÁFICO: Este método tiene dos opciones, una es el método rectangular o método del triangulo y el otro es el método del paralelogramo. Por ahora vamos a trabajar el método rectangular.

Para sumar dos o mas vectores por este método debemos graficar el primer vector en el origen de un plano cartesiano que cumpla con las condiciones de magnitud, dirección y sentido que dicho vector posee, luego, donde finaliza el primer vector se ubica el segundo con las condiciones que este indica. finalmente se une el inicio (cola) del primer vector con el final del segundo (cabeza) y este es el vector resultante o vector suma. ejemplo:

Método analítico: El método analítico es un método que implica análisis. Análisis proviene del griego, y significa descomposición. Así, el método analítico requiere de la separación de un todo en las partes o elementos que lo constituyen. Desde esta perspectiva, se dice que para poder comprender algo, es necesario desmenuzar correctamente cada uno de sus componentes, ya que es la manera de conocer la naturaleza del fenómeno u objeto que se estudia, y a partir de esto hacer analogías, comprender su comportamiento y establecer algunas teorías.

Para aplicar el método del triángulo en la suma o resta de dos vectores, se analiza los elementos del triángulo formado por estos vectores y la resultante.

La adición de los A y B podemos realizarla analíticamente por el método llamado de componentes rectangulares. Veamos inicialmente su sustentación Teórica. 

En la figura 1.26 podemos apreciar que el A tiene como componentes o proyecciones Ax y Ay sobre los ejes X y Y respectivamente; en forma similar, el B tiene como componentes a Bx y By sobre los mismos ejes; la suma de los vectores es otro S, que tiene como componentes a S y S . Si observamos cuidadosamente la figura notamos que la componente S es la suma de A y B y la componente S es la suma de A y B , así:

Componentes rectangulares de un vector

Primero encontramos las componentes en x y en y de los vectores A y B

Ax= A*cosɵ  y Ay= A* sinɵ

Bx= B*cos ɵ   By= B*sinɵ

 Luego adicionamos las componentes en x y en y

Sx= Ax + Bx 

Sy= Ay + By

Una vez obtenido el resultado de las componentes, hallamos la magnitud del vector resultante “S” utilizando el teorema de Pitágoras. 

Finalmente encontramos la dirección del vector resultante “S” 

Ejemplo: Daniel va a visitar a una amiga, para lo cual realiza los siguientes desplazamientos: camina 50 m hacia el norte (90°) y luego 30 m hacia el noreste (45°). Encontremos el desplazamiento total de Daniel.

Las componentes rectangulares de cada desplazamiento son: 

luego:   

R es el vector resultante

ejemplo: 

MOVIMIENTOS EN UNA DIMENSIÓN 

La cinemática es la rama de la mecánica que estudia la geometría del movimiento. Usa las magnitudes fundamentales longitud, en forma de camino recorrido, de posición y de desplazamiento, con el tiempo como parámetro. La magnitud física masa no interviene en esta descripción. Además surgen como magnitudes físicas derivadas los conceptos de velocidad y aceleración.

Para conocer el movimiento del objeto es necesario hacerlo respecto a un sistema de referencia, donde se ubica un observador en el origen del sistema de referencia, que es quien hace la descripción. Para un objeto que se mueve, se pueden distinguir al menos tres tipos de movimientos diferentes: traslación a lo largo de alguna dirección variable pero definida, rotación del cuerpo alrededor de algún eje y vibración. Generalmente el movimiento de traslación en el espacio está acompañado de rotación y de vibración del cuerpo, lo que hace que su descripción sea muy compleja. Por esto, se considera un estudio con simplificaciones y aproximaciones, en el cual se propone un modelo simple

para estudiar cada movimiento en forma separada,. La primera aproximación es considerar al cuerpo como una partícula, la segunda es considerar sólo el movimiento de traslación, una tercera aproximación es considerar el movimiento en una sola dirección.

Cinemática: describe el movimiento de los cuerpos en el universo, sin considerar las causas que lo producen. 

Movimiento: es el cambio continuo de la posición de un objeto en el transcurso del tiempo.

Partícula: el concepto intuitivo que tenemos de partícula corresponde al de un objeto muy pequeño que puede tener forma, color, masa, etc., como por ejemplo un grano de arena. 

Posición: es la ubicación de un objeto (partícula) en el espacio, relativa a un sistema de referencia.

Desplazamiento: el desplazamiento se define como el cambio de posición de una partícula en el espacio (para indicar cambios o diferencias finitas de cualquier variable en física se usa el símbolo delta, ∆). Es independiente de la trayectoria que se siga para cambiar de posición. 

Trayectoria: es la curva geométrica que describe una partícula en movimiento en el espacio, y se representa por una ecuación de la trayectoria

Distancia: es la longitud que se ha movido una partícula a lo largo de una trayectoria desde una posición inicial a otra final.

Tiempo: ¿Qué es el tiempo? No es fácil definir físicamente el concepto de tiempo. Es más simple hablar de intervalo de tiempo, que lo podemos definir como la duración de un evento, o si consideramos la posición y sus cambios, podemos decir que el tiempo es lo que tarda una partícula en moverse desde una posición inicial a otra final. 

Movimiento Rectilineo Unifirme. (M.R.U): es aquel con velocidad constante y cuya trayectoria es una línea recta. Un ejemplo claro son las puertas correderas de un ascensor, generalmente se abren y cierran en línea recta y siempre a la misma velocidad.

EJERCICIO 1: ANÁLISIS DE GRÁFICAS 

La siguiente gráfica de posición - tiempo ( x-t ) corresponde a un cuerpo que se mueve con trayectoria recta. Determina  el valor del desplazamiento total de la partícula, la velocidad media en los tramos 25s a 37,5s y 75s a 87,5s, y la velocidad instantánea a los 50s

Para hallar el desplazamiento debemos observar en el eje “y” que es donde me están indicado los metros, que como ya se sabe es la unidad internacional para medir distancias. Luego, nos paramos en el punto final de todo el recorrido de la partícula y miramos en el eje “y” que distancia hace referencia finalmente hacemos lo mismo con el punto inicial del recorrido así:

D= 0 - 0= 0 eso quiere decir que la partícula a pesar de que se movió no tuvo desplazamiento porque regreso al mismo punto de partida  

si hallamos la velocidad media en el primer tramo (25s a 37,5s) 

EJERCICIO 2 : Aplicaciones  

Dos pueblos que distan 12 km están unidos por una carretera recta. Un ciclista viaja de un pueblo al otro con una velocidad constante de 10 m/s. Calcula el tiempo que emplea. 

Datos: 

d = 12km (distancia)

V= 10m/s (velocidad)

INTRODUCCIÓN

ANÁLISIS GRÁFICO MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME

EJERCICIOS RESUELTOS

Movimiento Rectilineo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A): Un cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.), cuando su trayectoria es una línea recta y su aceleración es constante y distinta de 0. Esto implica que la velocidad aumenta o disminuye su módulo de manera uniforme.

Concepto de m.r.u.a.

Encontrar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) en tu día a día es bastante común. Un objeto que dejas caer y no encuentra ningún obstáculo en su camino (caída libre) ó un esquiador que desciende una cuesta justo antes de llegar a la zona de salto, son buenos ejemplos de ello. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) es también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v) y cumple las siguientes propiedades:

·         La trayectoria es una línea recta y por tanto, la aceleración normal es cero

·         La velocidad instantánea cambia su módulo de manera uniforme: aumenta o disminuye en la misma cantidad por cada unidad de tiempo. Esto implica el siguiente punto

·         La aceleración tangencial es constante. Por ello la aceleración media coincide con la aceleración instantánea para cualquier periodo estudiado (a=a_m )

recordemos.

POSICIÓN Y TRAYECTORIA: La posición de un móvil en un instante determinado es el punto del espacio que ocupa en ese instante.

Como sistema de referencia utilizaremos un sistema de coordenadas y la posición del móvil vendrá dada por su vector posición.

Si un móvil está en reposo respecto al sistema de referencia que hemos escogido, su posición no varía con el tiempo. Pero si está en movimiento, su posición irá cambiando.

(el sistema de referencia que escogimos es que cuando el movimiento va hacia arriba la gravedad la tomaremos como negativa y cuando va hacia abajo la gravedad sera positiva)

Llamamos trayectoria a la línea formada por los sucesivos puntos que ocupa un móvil en su movimiento.

DESPLAZAMIENTO Y DISTANCIA RECORRIDA

Consideremos un cuerpo que se mueve desde un punto A a un punto B siguiendo la trayectoria que se muestra en la figura.

formulas:Podemos medir la variación de la posición del móvil entre los instantes t₀ y t₁ utilizando dos nuevas magnitudes: el vector desplazamiento y la distancia recorrida sobre la trayectoria.

El vector desplazamiento entre dos puntos de la trayectoria es el vector que une ambos puntos.

La distancia recorrida en un intervalo de tiempo es la longitud, medida sobre la trayectoria, que existe entre las posiciones inicial y final.

La distancia recorrida medida sobre la trayectoria se representa mediante D s. Observa que salvo en el caso de movimientos rectilíneos, la distancia medida sobre la trayectoria será siempre mayor que el desplazamiento.

La VELOCIDAD es la rapidez con que un móvil cambia de posición.

VELOCIDAD MEDIA:

En muchos casos, cuando estudiamos un movimiento rectilíneo variado entre dos puntos, no nos interesa conocer lo que ocurre a lo largo de la trayectoria, pues solamente tomamos en cuenta el inicio y final del movimiento, es decir, que consideramos el movimiento rectilíneo variado como un movimiento rectilíneo uniforme, por lo tanto, en el transcurso de toda la trayectoria, consideramos que la velocidad es constante. A esta velocidad que consideramos constante la llamamos velocidad media.

En un movimiento variado se llama VELOCIDAD MEDIA entre dos puntos la velocidad constante que debe tener el móvil para recorrer la misma distancia y en el mismo tiempo que la recorrería el móvil con movimiento variado.

VELOCIDAD PROMEDIO:

Cuando en un movimiento rectilíneo variado sumamos sus diferentes velocidades y las dividimos entre el número de ellas obtenemos una velocidad que se llama velocidad promedio.

Para determinar la velocidad promedio de un movimiento rectilíneo variado, no nos interesa, ni el tiempo transcurrido, ni la distancia recorrida, solamente nos entereza las velocidades que intervienen en el movimiento.

En un movimiento variado, se le llama velocidad promedio, a la velocidad que se obtiene sumando todas las velocidades que intervienen en el movimiento y dividiendo por el número de ellas.

VELOCIDAD INSTANTÁNEA:

Es la que se lee en los velocímetros de los automóviles, se mide en distancia recorrida por el móvil en un intervalo de tiempo muy corto.

 Cambios de velocidad: Si analizamos los movimientos de un gimnasta en el salto de potro, podemos observar que su velocidad va cambiando: — Cuando el gimnasta inicia la carrera, el módulo de la velocidad aumenta.

— Cuando salta, la dirección de la velocidad cambia.

— Cuando el gimnasta toma tierra, el módulo de la velocidad disminuye. Siempre que hay un cambio en la velocidad tiene lugar una aceleración.

Aceleración: La rapidez con que tiene lugar el cambio de velocidad puede ser mayor o menor. Pensemos, por ejemplo, en un coche que sale de un semáforo muy deprisa y en otro que lo hace despacio.

Así como la velocidad nos expresa la rapidez en el cambio de posición, la magnitud que nos expresa la rapidez en el cambio de velocidad se denomina aceleración.

 La aceleración de un móvil representa la rapidez con que varía su velocidad.

Para calcular la aceleración de un móvil, dividimos la variación de velocidad entre el intervalo de tiempo:

ECUACIONES DEL MRUA

Para poder efectuar cálculos con MRUA es necesario conocer las relaciones matemáticas que existen entre las magnitudes velocidad -­tiempo y posición-­ tiempo.

a= aceleración

Vf= velocidad final

Vo= Velocidad Inicial

h= altura

t= tiempo

GRÁFICAS DEL MRUA

CAÍDA LIBRE:  Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9.8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9.8 m/s cada segundo.
En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.
La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre es tan importante en la Física que recibe el nombre especial de aceleración de la gravedad y se representa mediante la letra g.

formulas: 

LABORATORIO: http://escuela2punto0.educarex.es/Ciencias/Fisica_Quimica/Laboratorios_Virtuales_de_Fisica/Movimiento_de_Caida_Libre/

Escoge la gravedad del planeta tierra que se encuentra en la parte superar izquierda del recuadro, luego selecciona uno de los objetos y dale play. luego contesta
1. si lanzas cada uno de los objetos ¿como son sus tiempos al llegar al suelo? ¿por que?
2. como son sus velocidad al llegar al suelo ¿porque son así?

3. selecciona otros 3 planetas y lanza los objetos ¿como es su tiempo de llagada al suelo con respecto al de la tierra? ¿cual es la razón de que suceda?, ¿como son las velocidad de llegada al suelo?¿porque es asi?

CAPSULA: http://aebioetica.org/revistas/2000/1/41/37.pdf

MOVIMIENTO SEMI PARABÓLICO : Un cuerpo adquiere un movimiento semiparabólico, cuando al lanzarlo horizontalmente desde cierta altura, describe una trayectoria  semiparábolica.

Cuando un cuerpo describe un movimiento semiparabólico, en él se están dando dos movimientos simultáneamente: un movimiento horizontal, que es rectilíneo uniforme y uno vertical en el que actúa la gravedad, llamado movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Del movimiento semiparabólico, podemos anotar las siguientes características:
*Los cuerpos se lanzan horizontalmente desde cierta altura y con una velocidad  inicial (Vi).
*La trayectoria del movimiento es parabólica
*El movimiento en x es independiente del movimiento en y
*El movimiento en x es uniforme (no actúa la aceleración), o sea la velocidad horizontal se mantiene constante.
*El movimiento en y es acelerado (Actúa la  aceleración de la gravedad), es decir que la velocidad vertical aumenta al transcurrir el tiempo.

*El tiempo de caída es la variable que relaciona a los 2 movimientos (MU y MUA)

MOVIMIENTO PARABÓLICO: Se denomina movimiento parabólico al movimiento realizado por cualquier objeto cuya trayectoria describe una parábola. El cuál corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. El movimiento parabólico es un ejemplo de un movimiento realizado por un objeto en dos dimensiones o sobre un plano. Puede considerarse como la combinación de dos movimientos que son un movimiento horizontal uniforme y un movimiento vertical acelerado.

formulas: 

LABORATORIO VIRTUAL: Ingresa a https://phet.colorado.edu/sims/html/projectile-motion/latest/projectile-motion_es.html 

¿cómo usarlo?

juega, analiza, practica, comprende con esta simulación que nos comparte la universidad de Colorado y da respuesta a la siguiente guía. 

GUÍA DE LABORATORIO

1. Representa  en el simulador la trayectoria de los siguientes proyectiles disparados con un ángulo de tiro    Ѳ = 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°  y con una velocidad inicial de 20 m/s. Utiliza la siguiente tabla para copilar los resultados obtenidos  y utiliza el Excel para dibujar las siguientes  gráficas:

·         Altura Máxima Vs Alcance Horizontal

·         Alcance Horizontal Vs Tiempo de Vuelo.

ANGULO	25°	30°	40°	50°	60°	70°	80°	90°
ALTURA MÁXIMA
ALCANCE HORIZONTAL
TIEMPO DE VUELO

2. Representa en el simulador la trayectoria de un proyectil que es lanzado  con un ángulo de 45° y una velocidad inicial de 20 m/s.  Analiza los resultados obtenidos, compara el alcance horizontal máximo con los obtenidos en el ejercicio anterior. Qué crees qué sucede cuando utilizas un ángulo de  45°?

3. Responde las siguientes preguntas:

a)    Con qué ángulo obtienes la altura máxima del proyectil

b)    Con qué ángulo obtienes el alcance horizontal  máximo  del proyectil?

c)     Describa las gráficas que se forman en el ejercicio 1, sabiendo que teóricamente el proyectil debe seguir una trayectoria parabólica.

d)    Describe lo que sucede con la velocidad cuando se obtiene la máxima altura.

e)    Enumera los efectos  que consideras afectan el proyectil al caer.

MOVIMIENTO CIRCULAR: El movimiento circular uniforme (m.c.u.) es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular,  aunque sí aceleración normal.

w= Velocidad angular

f= frecuencia

T= periodo

Vt= Velocidad tangencial

ac=aceleración centripeta

DINÁMICA: La dinámica es la parte de la física que estudia la relación existente entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y los efectos que se producirán sobre el movimiento de ese cuerpo.

Los antiguos pensadores griegos creían que la velocidad y la constancia del movimiento en la línea recta de un cuerpo (fenómeno descripto años más tarde como movimiento rectilíneo uniforme o MRU) estaban proporcionalmente relacionadas con una fuerza constante. Por extensión, se creía que la caída de un cuerpo pertenecía a esa categoría, por lo que se suponía que caería más rápido el cuerpo que más pesara.

Luego, Galileo Galilei entendió que la caída de los cuerpos no podía ser un movimiento uniforme, y que desde una misma altura, dos cuerpos de distinto peso tardan lo mismo en caer. Este contexto fue lo que posibilitó que algunos años después, Isaac Newton estableciera las tres leyes fundamentales de la dinámica, que explicaban las pautas fundamentales del comportamiento de los cuerpos.

Fuente: https://concepto.de/dinamica/#ixzz6HBAhbFk0

LEYES DE NEWTON: 

El principio de inercia:Indica que cuando un cuerpo está en reposo, o describe un movimiento de las características de MRU, las fuerzas que se aplican sobre él tiene una resultante nula. Hay que tener mucho cuidado en este caso, ya que influyen, por ejemplo, la fuerza de rozamiento. Cuando las fuerzas se equilibren realmente podrá darse el MRU.

La fuerza es igual a la masa por la aceleración: Esta es la fórmula fundamental de la dinámica, y llega a partir de suponer un cuerpo en reposo sobre una superficie horizontal, que es sujeto a una fuerza paralela a esa superficie, pudiéndose prescindir del rozamiento: veremos que el cuerpo se pone en movimiento a una aceleración constante. Si se le aplica otra fuerza de mayor intensidad, la aceleración variará proporcionalmente.

De este modo se llega a esa fórmula, y se puede establecer la unidad internacional de fuerza, el Newton (N), definida como la fuerza que impulsa a una masa de un kilogramo con una aceleración de un metro por segundo al cuadrado.

Ley de acción y reacción: Siempre que un cuerpo ejerza una fuerza sobre otro, este segundo ejerce una contraria de igual intensidad y dirección pero sentido contrario sobre el primero. El primer ejemplo es el de un cuerpo que pese sobre una superficie, que recibirá de esa la acción de una fuerza que opone a la de atracción que la tierra ejerce sobre él.

PLANO INCLINADO:

TRABAJO Y ENERGÍA :   La Energía es la propiedad que tienen los cuerpos que les permite realizar transformaciones en ellos mismos o en otros cuerpos. Su unidad en el Sistema Internacional es el Julio (J).

Existen distintas formas de energía:

*Mecánica (cinética, potencial, elástica)

*Eléctrica

*Nuclear

*Térmica

*Química

*Radiante

En Física no tiene nada que ver el esfuerzo físico con el trabajo. Realizar un trabajo en Física implica aplicar una fuerza sobre un cuerpo y desplazarlo. Como consecuencia de esta acción, el trabajo es un modo de transferir energía de un cuerpo a otro.

El trabajo es una magnitud física escalar que se representa con la letra W (del inglés Work) y se expresa en unidades de energía, esto es en Julios o joules (J) en el Sistema Internacional.

 Energía cinética: Es la energía que tienen los cuerpos debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo que posee una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.

Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética.

Energía potencial: Es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede presentarse como:Potencial gravitatoria, Potencial electrostática, Potencial elástica

Energía mecánica

Es la energía que adquiere un cuerpo cuando se realiza un trabajo sobre él a una determinada altura. Es decir, es la suma de las energías cinética y potencial.

Resulta imposible observar la energía mecánica de un objeto. Sin embargo, podemos estudiar la energía mecánica cuando se transforma de una forma a otra o cuando se transfiere de un lugar a otro.

Cuando un cuerpo cae, lo que pierde en energía potencial lo gana en energía cinética, pero la suma de las energías cinéticas y potencial se mantiene constante. Esto solamente ocurre en ausencia de rozamiento. Si hay rozamiento, parte de la energía mecánica se disipa caloríficamente.

INTRODUCCIÓN

¿QUE ES ENERGÍA?

ANÁLISIS DE PROBLEMAS

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL:  Entra al siguiente enlace https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-park-basics/latest/energy-skate-park-basics_es.html . Es una plataforma virtual de la universidad de colorado que nos permite tener experiencias con los conceptos físicos. En esta simulación van a encontrar a un chico en una patineta y tres alternativas de experiencia: introducción, fricción y patio.

 1. Dale en introducción en la parte superior derecha encontraran opciones que te permiten observar los cambios de energía y de velocidad  según la rampa que elijas, también puedes modificar la  masa del sujeto. juega, explora y analiza.

2. Entra en fricción ademas de las opciones anteriores vas a encontrar la opción de fricción, cámbiala y analiza lo que sucede, ademas ¿por que allí hay calor y en la opción anterior no?

3. Entra en patio, además de las opciones anteriores vas a encontrar en la parte posterior izquierda como diseñar tu pista o rampa, modifica su masa y la fricción, analiza múltiples opciones y concluye con lo que sucede.