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Objetivos didácticos
 Comprender cómo se relacionan las fuerzas aplicadas sobre
un cuerpo con el movimiento de éste.
 Conocer y aplicar las leyes de Newton a la resolución de
problemas de movimiento rectilíneo y a situaciones
prácticas y de la vida cotidiana
 Conocer y aplicar el principio de conservación de la
cantidad de movimiento a choques y explosiones
 Apreciar la importancia de las teorías y los modelos
científicos a lo largo de la historia y valorar su aportación a
la comprensión del funcionamiento del universo en general
 Valorar la importancia de los avances tecnológicos en lo
referente a la seguridad en el movimiento de vehículos
Conocimientos previos
FÍSICA Y QUÍMICA
3º ESO
• Método científico
• Fuerzas eléctricas y magnéticas
4º ESO
• Definición de fuerza: efectos.
Unidades (N en e SI)
• Fuerza resultante
• Equilibrio de fuerzas
• Leyes de Newton
• Fuerza normal
• Fuerza de rozamiento
• Ley de Hooke
• Fuerza gravitatoria. Peso. Masa
• Empuje en fluidos
FÍSICA Y QUÍMICA
1º Bach
• Cálculo vectorial
• Posición, trayectoria,
velocidad, aceleración
• Movimientos: MRU, MRUA,
MCU, MCUA
• Carácter vectorial de las
fuerzas
MATEMÁTICAS
• Álgebra. Resolución de
ecuaciones y de sistemas de
ecuaciones
• Funciones.
• Trigonometría
Esquema conceptual
Constructo
 UNA FUERZA RESULTANTE APLICADA SOBRE UN
CUERPO LE CAMBIA LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
EN SU DIRECCIÓN Y SENTIDO
 La aceleración NO tiene que coincidir con la dirección
y sentido de la velocidad, sólo con su variación
 La ausencia de fuerzas no implica reposo
Cantidad de movimiento
Se define momento lineal o cantidad de movimiento de
un cuerpo como el producto de la masa por su
velocidad
Caso 1: Asteroide
Caso 2: Billar
Caso 3: Caída libre
Caso 4: Empujón
¿Cambia la cantidad de movimiento? ¿Por qué?
Cantidad de movimiento
Caso 6: Pelota pendiente
Caso 5: Coche
Caso 7: Honda
Caso 8: Doble empujón
¿Cambia la cantidad de movimiento? ¿Por qué?
Cantidad de movimiento
Las fuerzas causan variaciones en la
cantidad de movimiento.
Estas variaciones pueden ser en módulo o dirección.
La 2ª ley de Newton puede definirse así:
Principio de conservación de la
cantidad de movimiento
Si la resultante de las fuerzas exteriores sobre un sistema es
nula, la cantidad de movimiento de éste permanece constante.
Ejercicios:
1.- Calcula la velocidad de retroceso de una escopeta de feria de 1,5 kg que dispara un
proyectil de 10 g a una velocidad de 225 m/s
2.- Una bola de 225 g choca a 10 m/s con otra bola de 175 g que está en reposo. Calcula
la velocidad final de la primera bola si la segunda bola sale con una velocidad de 9 m/s
en la dirección y el sentido iniciales de la primera
PROBLEMA
ENUNCIADO
Dos bolas de billar iguales chocan frontalmente con velocidades de 4,2 m/s y 2,8 m/s.
Después del choque, la primera bola se mueve en una dirección que forma 15º con su
dirección inicial, y la segunda bola, en una dirección que forma 210º con la dirección
inicial de la primera. Calcula la velocidad final de ambas
ANÁLISIS INICIAL
Evaluar dirección y
módulo velocidades
TEORÍAS,
PRINCIPIOS Y LEYES
Trigonometría
Sistemas ecuaciones
Cálculo vectorial
PCP
CONCEPTOS
Sist. de referencia
Choque
Velocidad
Cantidad de movi.
Comp. vector
DIBUJOS Y GRÁFICAS
y
x
v1
v2
y
v’1
x
v’2
PREGUNTAS CLAVE
¿Cuál es la velocidad final
de las bolas?
RESULTADOS
v’1 = 2,7 m/s
v’2 =1,4 m/s
AFIRMACIONES DE VALOR
No se produce un «rebote», solo un
cambio de dirección
Problemas
1.- Por una vía rectilínea y horizontal se mueve un vagón de 10 toneladas con la
velocidad de 2 m/s y choca con otro vagón de 30 toneladas parado en la misma
vía. Suponiendo que quedan enganchados los dos vagones al chocar, calcular la
velocidad de ambos después del choque.
2.- Un proyectil en vuelo horizontal a 383 m/s explota y se divide en dos
fragmentos de igual masa. El primer fragmento sale en una dirección que forma
20º con la dirección inicial del proyectil, y en el segundo, en una dirección que
forma -30º con la dirección del proyectil. Calcula la velocidad final de ambos.
3.- Una granada de masa m lleva una velocidad de 10 m/s y se divide en dos trozos
al estallar. El mayor de los cascos, que representa el 60% de la granada, continúa
moviéndose en la misma dirección y sentido que antes, pero con una velocidad de
25 m/s. Calcular la velocidad del casco menor.
4.- Un camión de 10 T y un coche de 1 T ruedan por dos calles perpendiculares,
llegando al mismo punto en un cruce al mismo tiempo. Se produce un choque no
elástico quedando los dos juntos. El coche iba a 144 km/h y el camión a 72 km/h.
Calcular la velocidad que adquiere el conjunto después del choque y la dirección
en la que salen despedidos. Razona qué ocurriría si el camión pesase 1 T y si pesase
100 T.
Fuerzas
Es toda acción o influencia que puede
producir la modificación de la velocidad
o la forma de un objeto.
Resultante de una fuerza
CASO 1
F2
Llamamos fuerza resultante a la
suma (vectorial) de todas las
fuerzas aplicadas sobre el
cuerpo o sistema.
F1 R=F1+F2
CASO 2
CASO 3 R
F2
F1
R=F2-F1 F1
CASO 4
R
F2
F2
F1
1º Ley de Newton
Antes de la época de Galileo, la mayoría de
los pensadores o filósofos sostenía que se
necesitaba alguna influencia externa o
"fuerza" para mantener a un cuerpo en
movimiento. Se creía que para que un
cuerpo se moviera con velocidad constante
en línea recta necesariamente tenía que
impulsarlo algún agente externo; de otra
manera, "naturalmente" se detendría. Fue el
genio de Galileo el que imaginó el caso límite
de ausencia de fricción e interpretó a la
fricción como una fuerza, llegando a la
conclusión de que un objeto continuará
moviéndose con velocidad constante, si no
actúa alguna fuerza para cambiar ese
movimiento
1ª Ley de Newton
LEY DE LA INERCIA
Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza, o la
resultante de las fuerzas que actúan sobre es nula…
el cuerpo permanece en REPOSO…
o en MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME.
2ª Ley de Newton
LEY FUNDAMENTAL DE LA DINÁMICA
Si sobre un cuerpo actúa una fuerza resultante, éste
adquiere una aceleración directamente proporcional a
la fuerza aplicada, siendo la masa del cuerpo la
constante de proporcionalidad
Fuerza
resultante
Masa
es inercia
3ª Ley de Newton
LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo, éste
a su vez, ejerce sobre el primero otra fuerza igual en
módulo y dirección pero de sentido contrario
Problemas
1.- Dibujar las fuerzas y la fuerza resultante en los siguientes casos:
a) Se deja caer un objeto desde una altura de 10 m
b) Se lanza hacia arriba una pelota desde el suelo (distingue entre
cuando el objeto sube y cuando el objeto baja)
c) Hay un libro en reposo sobre un plano horizontal
d) Un objeto baja libre por un plano inclinado
e) Hay un coche en reposo sobre un plano inclinado
f) Hay un objeto en movimiento uniforme sobre un plano horizontal
g) Un coche sube por un plano inclinado
h) Una barca flota sobre el agua
i) Un balón realiza un tiro parabólico
j) Una persona tira de un carrito mediante una cuerda
Peso
Llamamos peso a la fuerza que ejerce la Tierra sobre
un cuerpo (gravedad)
¿Qué fuerza es mayor?
CASO 1
Fuerza Normal
Llamamos fuerza normal a la
fuerza que ejerce la superficie
de apoyo de un cuerpo sobre
éste
y
N
x
Descomposición del peso
P
CASO 3
CASO 2
y
F
N
N
N
CASO 4
F
x
P
P
P
Fuerza de rozamiento
Llamamos fuerza de rozamiento a la
fuerza que aparece en la superficie
de los cuerpos, oponiéndose al
movimiento de éstos
¿Qué cuesta más empujar, un
armario de 100 kg o de 20 kg?
¿Por qué?


F N
CARACTERÍSTICAS DE LA FUERZA DE
ROZAMIENTO:
• Se opone al movimiento
• Es proporcional a la fuerza normal
• No depende del área aparente de
contacto
• No varía con la velocidad de
desplazamiento
Dinámica
Estática
Fuerza Rozamiento
PROBLEMA
ENUNCIADO
Un bloque de 40 kg se apoya sobre un plano inclinado que forma un ángulo de 37º con
la horizontal; se tira del bloque hacia arriba en la dirección del plano con una fuerza de
300 N. Calcular la aceleración del bloque y la altura que ha subido al cabo de 5 s.  = 0,1
ANÁLISIS INICIAL
Dirección del movim
Evaluar peso
Comparar con F
Valor aprox. de ac.
DIBUJOS Y GRÁFICAS
TEORÍAS,
PRINCIPIOS Y LEYES
N
Fr
Mecánica
Cinemática
Trigonometría
Ecuaciones
Vectores
CONCEPTOS
Sist. de referencia
Comp. vector
Ecuación del mov
Fuerzas (N, Fr, P)
F
REGISTROS – DATOS
Ángulo del plano 37º
P = 40·9’8 = 392N ; F = 300N
 = 0,1; v0 = 0
P
RESULTADOS
a = 0,82 m/s2
PREGUNTAS CLAVE
¿cuál es la aceleración?
¿qué altura sube en 5s?
h = 6,2 m
AFIRMACIONES DE VALOR
Aunque F es menor que el peso el
cuerpo puede subir el plano
Problemas
1. Un cuerpo de masa m cae por un plano inclinado un ángulo Q
respecto a la horizontal. Hay una fuerza de rozamiento con
coeficiente de 0’1. Calcula la aceleración en los siguientes
casos:
a) Q = 30º, m = 1 kg
b) Q = 30º, m = 2 kg
d) Q = 15º, m = 1 kg
e) Q = 45º, m = 1 kg
¿qué deduces de estos cálculos?
c) Q = 30º, m = 10 kg
f) Q = 60º, m = 1 kg
2. Un objeto de 10 kg situado sobre un plano inclinado
comienza a moverse cuando el plano está inclinado 37º.
Calcula el coeficiente de rozamiento. Repite el cálculo para
un objeto de 20 kg.
3. Se aplica una fuerza de 100 N, que forma un ángulo de 37º
con la horizontal, a un cuerpo de 20 kg de masa. Calcula la
aceleración del cuerpo si éste se mueve por un plano
horizontal y el coeficiente de rozamiento es 0'1. ¿Cuánto
tarda en recorrer 10m?
Problemas
4.- Un cuerpo de 30 kg colocado sobre un plano inclinado 37º sobre la
horizontal se desliza por dicho plano por su propio peso. Si el coeficiente
de rozamiento es de 0,2, calcular la fuerza que debemos aplicar si le
queremos subir por dicho plano con velocidad constante de 7 m/s.
Problemas (+nivel)
1.
2.
3.
4.
Un cuerpo situado sobre una superficie comienza a deslizarse cuando
inclinamos 37º la superficie respecto a la horizontal. Si en esas
condiciones el cuerpo recorre 50 cm sobre el plano en dos segundos,
calcula la distancia que recorrerá en 5 segundos si aumentamos la
inclinación del plano hasta 53º.
Un cuerpo de 5 kg, dejado libre sobre un plano inclinado 37º, se desliza
con una aceleración igual a 0’2 m/s2. Calcula la fuerza paralela al plano
que deberemos hacer para que se deslice con movimiento uniforme.
Un cuerpo de 20 kg se encuentra sobre un plano inclinado 37º, con un
coeficiente de rozamiento de 0'20. Sobre dicho cuerpo ejercemos una
fuerza horizontal de 300 N y el cuerpo asciende por la rampa. Calcular el
tiempo que tarda en recorrer 3 m desde que comienza a subir.
Un ciclista de 70 kg, inicialmente a una velocidad de 15 m/s, pedalea
cuesta abajo imprimiendo a la bicicleta una fuerza de 91 N, la cuesta
tiene una altura de 20 m y una inclinación de 37º. Después de la cuesta
hay un tramo recto y horizontal de 100 m. si el coeficiente de rozamiento
es de 0'1 durante todo el trayecto y el ciclista sólo pedalea durante la
bajada, ¿cuál será la velocidad con la que llegará al final del tramo
horizontal?
Fuerzas en cuerdas
Las fuerzas ejercidas por y en cuerdas
se denominan TENSIONES.
Son iguales a ambos extremos de la
cuerda.
Son fuerzas de acción y reacción.
Fuerzas en cuerdas
Suponemos cuerdas inextensibles y sin masa
10 kg
10 kg
20 kg
10 kg
10 kg
10 kg
¿CÓMO SE MUEVE EL SISTEMA?
http://www.educaplus.org/play-273-Dinamica-Polea.html
PROBLEMA
ENUNCIADO
De los extremos de la cuerda de una polea cuelgan dos cuerpos de 0,5 kg y 0,4 kg.
Calcula la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda
ANÁLISIS INICIAL
¿Se moverá el
sistema? ¿hacia
dónde?
¿valores máximos?
TEORÍAS,
PRINCIPIOS Y LEYES
Mecánica
Cinemática
Sist. ecuaciones
Leyes de Newton
MRUA
CONCEPTOS
Sist. de referencia
Ecuación del mov.
Fuerzas (T, P)
DIBUJOS Y GRÁFICAS
T
0’5 kg T
P1
0’4 kg
P2
PREGUNTAS CLAVE
Aceleración masas
Tensión
REGISTROS – DATOS
Masas de 0,5 kg y 0,4 kg
TRANSFORMACIONES
Cuerpo 1: P1 – T = m1 a
Cuerpo 2: T – P2 = m2 a
…
RESULTADOS
a = 1,09 m/s2
T = 4,36 N
AFIRMACIONES DE VALOR
La aceleración resultante es
menor que 9,8 m/s2
Problemas
En los siguientes sistemas determinar la aceleración de los cuerpos y la tensión de
la cuerda
e)
3 kg
2 kg
 = 0.2
5 kg
Fuerzas elásticas
La deformación que sufre un cuerpo elástico es
directamente proporcional a la fuerza aplicada
Ejercicios:
1.- Un muelle se alarga 12 cm cuando ejercemos sobre él una fuerza de 18 N. Calcula:
a) El valor de la constante elástica del muelle
b) El alargamiento del muelle al aplicar una fuerza de 45 N
2.- La longitud de un muelle es de 32 cm cuando aplicamos una fuerza de 1,2 N y de 40
cm cuando la fuerza aplicada es de 1,8 N. Calcula:
a) Su longitud cuando no se aplica ninguna fuerza
b) La constante elástica del muelle
Animación
Dinámica del movimiento circular
Ejercicios:
1.-Se ata una bola al extremo de una cuerda de 45 cm de longitud y se hace girar en el
aire con una velocidad constante en módulo. Si la cuerda forma un ángulo de 35º con la
vertical, calcula el tiempo que tarda en completar una vuelta.
2.- Calcula la máxima velocidad con la que un automóvil puede tomar una curva de 100
m de radio sin derrapar, si el coeficiente de rozamiento estático entre los neumáticos y
la carretera es de 0.12.
Biografía
ISAAC NEWTON
Nace el día de navidad de 1642 del calendario Juliano (4 de enero por el actual
calendario Gregoriano), en la pequeña villa británica de Woolsthorpe. Vio la luz
prematuramente y era tan pequeño que cabía en un bocal de litro, hoy es, sin
duda, el mayor genio científico de la historia.
En el año 1665 surge una epidemia de peste bubónica en Londres que obliga a
las autoridades a cerrar la Universidad. Newton vuelve entonces a su pueblo
natal. Durante ese año, el llamado AÑO MILAGROSO de la física, desarrolla un
método que derivaría en lo que ahora conocemos como cálculo diferencial e
integral; también generaliza el teorema del binomio.
En física los avances son verdaderamente significativos:
además de la ley de la gravitación, consigue descomponer la
luz blanca en un espectro de colores; además sugiere una
explicación a este hecho y la utiliza para dilucidar la
formación del arco iris en los días de lluvia.
Su obra cumbre son los Principia, o "Principios matemáticos
de la filosofía natural" (Philosophiae naturalis principia
mathematica) publicados en 1687. En ellos establece la
mecánica que ahora lleva su nombre.
Ciencia, tecnología y sociedad
Investiga sobre los modelos históricos del Universo
Bibliografía y enlaces
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
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http://fisicalucia.blogspot.com/
http://www.jfinternational.com/mf/leyes-newton.html
http://www.quieroserfisico.com
http://www.educaplus.org
http://recursostic.educacion.es/newton/web/
http://www.walter-fendt.de/ph14s/
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
http://es.wikipedia.org
http://www.fecyt.tv/