FÍSICA GRADO 10- CICLO V

¡BIENVENIDOS!

En este espacio encontrará la información de las temáticas a desarrollar en el ciclo, espero que lo visites constantemente.

  Magnitudes físicas

Toda magnitud física debe llevar asociadas sus unidades. Es fundamental para el método científico que las medidas sean reproducibles y, para que esto sea posible, las magnitudes con sus unidades han de ser expresadas de una manera concisa y no ambigua.

Desde tiempos inmemoriales el hombre ha empleado sistemas de medida para cuantificar. Muchos de estos sistemas de medidas estaban basados en partes del cuerpo o en objetos cotidianos (una vara, un pie, etc.). El problema de este tipo de unidades es que no eliminaba la ambigüedad, y fomentaba el uso de diferentes medidas en los distintos pueblos, lo que dificultaba en actividades como el comercio ponerse de acuerdo sobre las cantidades con las que se estaba comerciando.

En la actualidad el sistema métrico que se emplea a nivel internacional es el Sistema Internacional de Unidades (SI), y es el que emplearemos a lo largo de estas páginas. el organismo encargado de velar por la uniformidad de las unidades es la Oficina Internacional de Pesos y Medidas.

Sistema Internacional de Unidades

El Sistema Internacional de Unidades fue creado en 1960. Tiene la ventaja de que todas sus unidades básicas están basadas en fenómenos físicos, a excepción de la unidad de masa, que se define en referencia a un patrón de platino iridiado (imagen del banner de esta sección) que se conserva en una caja fuerte de la Oficina de Pesos y Medidas. Para obtener información detallada sobre las definiciones de cada unidad, consúltese la página correspondiente de la web de la BPIM.

Unidades básicas

Las unidades básicas del Sistema Internacional son siete:

Magnitud Física	Unidad	Símbolo
Longitud	metro	m
Tiempo	segundo	s
Masa	kilogramo	kg
Intensidad de corriente eléctrica	amperio	A
Temperatura	kelvin	K
Cantidad de sustancia	mol	mol
Intensidad luminosa	candela	cd

Observa el vídeo explicativo del esquema anterior.

Unidades derivadas de las fundamentales

Tomado de

https://www.blogger.com/blogger.g?blogID=3525639427820987451&useLegacyBlogger=true#editor/target=page;pageID=7057139931949753568;onPublishedMenu=pages;onClosedMenu=pages;postNum=7;src=link

CONVERSIÓN DE UNIDADES

EJEMPLOS DE CONVERSIÓN DE UNIDADES

Ejemplo 1. Convierta  4 km a m

Solución: Lo primero que haremos será analizar cuántos metros caben en 1 kilómetro, y si observamos la tabla, vemos que cabe exactamente 1 000 metros, entonces aplicamos nuestro factor de conversión de tal manera que quede expresado de la siguiente manera:

Observe algo importante, siempre que se usa un factor de conversión, se intenta qué las unidades queden arriba o abajo, de tal manera que se pueda eliminar. Por ejemplo, vea la siguiente imagen.

Ejemplo 2. Convierta  7 pies a m

Solución: Para convertir 7 pies a metros, necesitamos verificar nuestra tabla, y observar el factor de conversión que utilizaremos. En este caso sería; 1 metro = 3.28 pies (ft)

Veamos el mismo ejemplo de forma gráfica (para darnos cuenta como se simplifican las unidades de medida).

Taller de aprendizaje # 1

Realiza las siguientes conversiones

1.  23 Km/ h    a  m/s
2.  350 g/Cm³   a  kg/ m³   
3. 1543 m/s      a  Km/h
4. 100.324 m  a  Km
5. 325cm  a  m
6. 45 Kg  a  g
7. 5,324 L    a   Cm³   
8. 35,345 Cm³    a   L

Movimiento rectilíneo 

Visita el siguiente link para que te informes que significa el movimiento rectilíneo uniforme y como se aplica a los problemas las fórmulas.

https://es.khanacademy.org/science/fisica-pe-pre-u/x4594717deeb98bd3:cinematica-de-una-particula-en-una-y-dos-dimensiones/x4594717deeb98bd3:movimiento-rectilineo-uniforme-mru/a/movimiento-rectilneo-uniforme

El siguiente vídeo muestra los conceptos que se deben tener en cuenta en el movimiento rectilíneo.

En el vídeo se explican como son las gráficas del movimiento rectilíneo uniforme.

Ejercicio de aplicación.

TALLER DE APRENDIZAJE #2

1. Un auto se mueve con velocidad constante de 216 km/h. Expresa esta velocidad en m/s y calcula en metros( m ) el espacio recorrido en 15 segundos.
2. Un móvil viaja con velocidad de 0.6 km/h; calcula el espacio recorrido en 3 segundos.
3. La velocidad de un avión es 980 km/h y la de otro es 300 m/s. ¿Cuál de los dos es más veloz?
4. ¿Cuánto tarda un vehículo en recorrer 600 km con velocidad constante de 12 m/s?
5. El sonido se propaga en el aire con una velocidad de 340 m/s ¿Que tiempo tarda en escucharse el estampido de un cañón  situado a 15 km? 

La aceleración

 Los objetos en movimiento pueden aumentar su velocidad o disminuirla. En realidad en la mayoría de movimientos la velocidad no permanece constante. Por ejemplo, cuando estás dentro de un ascensor y este empieza a subir o cuando frena repentinamente experimentas algo en el estómago. Esa sensación solo se presenta cuando la velocidad aumenta o disminuye y no se siente en el resto del trayecto del ascensor, es decir, cuando su velocidad no varía. Los cambios de velocidad se describen mediante la magnitud denominada aceleración.

La aceleración (a) es la razón de cambio de la velocidad con respecto al tiempo.

 Puesto que en el SI la velocidad se mide en m/s y el tiempo se mide en segundos, la aceleración se expresa en m.s/s , lo que es equivalente a la unidad m/s2. Es decir, que la unidad de aceleración en el SI es el metro sobre segundo al cuadrado (m/s2). Puesto que la aceleración de un objeto puede variar, nos referimos a la aceleración de un cuerpo en un instante determinado como aceleración instantánea.

Ejemplo de ejercicios aplicando la aceleración

https://www.fisicapractica.com/ejercicios-aceleracion-mruv.php

práctica # 3

Problemas básicos

1. Una patinadora se mueve durante 30 min con velocidad constante de 10 m/s. ¿Qué distancia recorre? 2. Un atleta recorre una pista de un cuarto de milla en 2 minutos. ¿Cuál es la velocidad del atleta en metros por segundo? 

3. Una ruta escolar realiza un recorrido de 9 km, a una velocidad constante de 21,6 m/s. ¿Cuántas horas emplea en el recorrido?

4. Un camión parte del reposo y acelera a razón de 5 m/s2 durante 10 s. ¿Qué distancia recorre? 

5. Un automóvil parte del reposo y después de recorrer 1,5 km su velocidad es 45 km/h. ¿Cuántos minutos empleó en recorrer los 1,5 km? 

6. Responde. ¿Qué velocidad inicial debe tener un niño en un monopatín para alcanzar una velocidad de 15 km/h en 5 s, si acelera a razón de 0,8 m/s2?

Movimiento caída libre

Hagámonos una pregunta: ¿Qué cosas se mueven? Un automóvil que viaja hacia la costa; una hoja que, agitada por el viento, cae de un árbol; un atleta que corre tras una meta; un electrón que vibra en su entorno; la Tierra alrededor del Sol.

Quizás deberíamos preguntarnos ¿hay algo que no se mueva? Parece obvio “todo se mueve”. Aboquémonos a averiguar qué es movimiento? Si nos referimos a un objeto que se mueve, diríamos que el objeto tiene movimiento si cambia de posición a través del tiempo. Entonces, se define el movimiento como un cambio de posición de un cuerpo con respecto a otro cuerpo (donde se sitúa un observador), durante un espacio de tiempo.

De hecho, los movimientos son Relativos a un sistema de referencia.

La observación y el estudio de los movimientos se conocen desde tiempos remotos. Los griegos decían “Ignorar el movimiento es ignorar la naturaleza”, y con ello que reflejaban la importancia capital que se le otorgaba al tema.

Luego,  científicos y filósofos medievales observaron los movimientos de los cuerpos y especularon sobre sus características. Sin embargo, el estudio propiamente científico del movimiento se inicia con Galileo Galilei. A él se debe una buena parte de los conceptos que se refieren al movimiento.

Desde el siglo  IV antes de Cristo, Aristóteles nacido en el año 384 A.C. en una pequeña localidad macedonia cercana al monte Athos llamada Esta gira, manifiesta que los cuerpos caen y suben según su naturaleza; la piedra busca la tierra y fuego a las estrellas. Durante dos milenios se creyó, en este pensamiento. Aparece Galileo Galilei quien pone en consulta esta teoría, con un experimento que consistía en una gota de agua que se deja caer por un canal. En 1589,  este italiano comprueba que las gotas siendo grandes caen con la misma aceleración, pero que si es pequeña, el aire y la resistencia del canal se oponen a su caída. Finalmente el inglés Isaac Newton nacido el 25 de diciembre de 1642, sintetiza la experiencia de Galileo Galilei en su ley gravitacional universal empleando los tubos al vacío, quien demuestra la caída libre de los cuerpos; pues todos los cuerpos que estén en la superficie de la tierra, están sometidos a una fuerza Gravitacional vertical que los atrae hacía el centro de ella. Cristian Huygens (1629 – 1695), en su laboratorio reconoce que los cuerpos en caída libre presentan una aceleración a la que la llama gravedad, igual a  G= 9,8 m/ s²   sobre el nivel del mar, que depende de la distancia a la superficie terrestre (altitud)  y de la distancia a la línea Ecuatorial (latitud).

La gravedad de  G= 9,8 m/ s²   que se toma para la caída libre de los cuerpos como una constante, significa que un cuerpo que se mueve en dirección vertical cambia su velocidad 9,8 m/ s cada vez que transcurre un segundo.

 Preguntas de lectura: Según la lectura del texto

1.    ¿A qué se le denomina movimiento?

2.    ¿Qué nombre recibe la ley que manifiesta que todo cuerpo en la tierra, en caída libre es atraído hacía el centro de ella?

3.    ¿A qué se le denomina gravedad?

4.    ¿De qué depende la variedad de la gravedad en la tierra?

Sé que todo cuerpo sin importar la masa cae con la misma aceleración llamada gravedad igual a  9,8 m/ s²   que se toma como referente para todo sitio de la tierra aunque ella en los polos es mayor que en la línea ecuatorial; cuando el cuerpo cae este se acelera, por tanto la gravedad se toma positiva, pero cuando sube este se desacelera y la gravedad actúa negativa para el incremento de su velocidad.

 En la siguiente página encontrará ejercicios resueltos aplicando las fórmulas de caída libre, espero que sirva para solucionar el taller.

ejercicios caída libre

El movimiento de caída libre o vertical es uniformemente variado y en consecuencia, si en las ecuaciones de movimiento uniforme acelerado cambio aceleración por gravedad y a la distancia vertical la llamo altura  represento con la variable ; las ecuaciones que tengo para la resolución de problemas de caída libre son

Taller de aprendizaje # 4

1. Una bomba que e deja caer libremente desde un avión, tarda 15 segundos en dar en el blanco. ¿A que altura volaba el avión? 

2. ¿Qué velocidad alcanza un cuerpo al cabo de 10 segundos de caída?

3. ¿Con que velocidad llega un cuerpo al suelo que se deja caer desde una altura de 85 metros?

4. ¿Con que velocidad se debe lanzar verticalmente un cuerpo para que alcance una altura de 490m?

5. ¿Qué tiempo dura en el aire una piedra que se lanza verticalmente hacia arriba con velocidad de 24 m/s?

6. Un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba y alcanza una altura de 100m ¿con qué velocidad se lanzó?

7. Una pelota es lanzada verticalmente hacia desde el suelo. Un estudiante que se encuentra en una ventana ve que la pelota pasa frente a él con velocidad de 5,4 m/s hacia arriba. La ventana se encuentra a 12 m de altura.

a) ¿Qué altura máxima alcanza la pelota?

b) ¿Cuánto tarda la pelota en llegar a la altura máxima desde que la ve el estudiante frente a él?

8. Un objeto es lanzado verticalmente hacia arriba. Cuando alcanza la mitad de la altura máxima su velocidad es de 24m/s

a) ¿Cuál es la altura máxima?

b) ¿Qué tiempo tarda en alcanzarla?

c) ¿Con qué velocidad se lanzó?

d) ¿Qué tiempo tarda en alcanzar una velocidad e 24 m/s hacia abajo?

Las leyes de la dinámica

Explicación 

Leyes de Newton

Vídeo explicativo de las leyes de Newton con ejemplos reales

Ejemplos leyes Newton

Actividad de aprendizaje # 5

1. Si la fuerza que ejercen los gases expulsados sobre un cohete es constante, ¿por qué la aceleración del cohete puede ser cada vez mayor? 

2. Explique por qué al disparar un rifle este puede golpear a la persona con la culata. 

3. Responde. ¿Es posible clavar de un solo golpe una puntilla en la pared? ¿Por qué? 

4. ¿Qué diferencia existe entre los vehículos diseñados para desplazarse en el asfalto, el hielo y la arena? 

¿A qué se deben estas diferencias? 

5. En una granja, al abrir la puerta del establo salen corriendo, con la misma cantidad de movimiento, una oveja y una gallina. Si la oveja tiene mayor cantidad de masa que la gallina, determina cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera. 

a. La oveja se mueve con menor velocidad que la gallina. 

b. La gallina se mueve con menor velocidad que la oveja. 

c. La gallina y la oveja tienen la misma velocidad. 

d. Es más fácil detener a la gallina. 

6. Una granada, inicialmente en reposo, estalla en dos trozos. Si uno de ellos sale hacia el este, ¿hacia dónde saldrá el otro? ¿Por qué? 

7.  Un patinador se encuentra en reposo sobre una pista de hielo. Otro patinador viene hacia él y lo golpea. Si los dos patinadores tienen el mismo peso, ¿qué ocurre con el segundo patinador después del golpe?