CIENCIAS - SECUNDARIA 2
¿Cuál es la relación entre fuerza, masa y aceleración?
Elabora un mapa mental o un pequeño resumen acerca de la segunda ley de Newton. Para ello, subraya las ideas principales de tu libro de texto en el tema correspondiente, además, trata de identificar algunas situaciones problemáticas en las que la segunda ley de Newton se aplique.
Investiga acerca de los conceptos de masa, aceleración y fuerza.
Para comenzar a comprender la segunda ley de Newton, observa la relación que hay entre la fuerza, la masa y la aceleración en una sola ecuación.
La fuerza está dada en Newtons, la masa en kilogramos y la aceleración en metros sobre segundo al cuadrado.
En conclusión, en cualquier situación que involucre masa y aceleración se aplica una fuerza.
Observa el siguiente video sobre la segunda ley de Newton o Ley Fundamental de la Dinámica, para aclarar un poco más la relación entre masa, fuerza y aceleración.
Leyes de Newton.
Un cuerpo se acelera cuando se le aplica una fuerza cuyo valor es el producto de su masa por su aceleración. De este modo, la aceleración de un cuerpo con masa pequeña será grande.
Para que quede más claro, observa el siguiente ejemplo.
Ejemplo 1.
Sobre una caja de 60 kg actúa una fuerza de 300 N.
¿Qué aceleración le proporciona la fuerza a la caja?
También, se pueden aplicar dos fuerzas al mismo tiempo sobre un objeto. A esto se le llama Sistema Vectorial. En sesiones anteriores se explicó que un Sistema Vectorial se produce cuando se aplican dos o más fuerzas sobre un mismo objeto.
Uno de los ejemplos presentados anteriormente fue el del sistema de fuerzas colineales, que son aquellas que se aplican sobre el mismo objeto, con la misma dirección y en el mismo sentido en línea recta.
Ejemplo. Sistema de fuerzas colineales.
Sobre una caja de 60 kg actúan dos fuerzas en un mismo sentido y dirección.
F1 = 200 N y F2 = 100 N
¿Qué fuerza resultante se obtiene?
¿Qué aceleración le proporciona la fuerza resultante a la caja?
A continuación, si está en tus posibilidades, realiza el siguiente experimento para comprobar la relación entre masa, fuerza y aceleración.
Experimento
El material que necesitarás es el siguiente:
- 3 globos
- 1 embudo
- kg de tierra, arena o harina
- 1 metro o flexómetro
- 1 balanza o báscula
En caso de que no tengas una báscula o balanza, puedes usar tazas medidoras o vasitos de plástico de crema o yogurt, de tal forma que te sirvan para medir cuánta harina, tierra o arena le pones a tus globos.
Procedimiento:
- Con el embudo llena los globos de tierra, arena o harina de manera que la masa de cada globo sea diferente. Por ejemplo, 250gr de arena en un globo, 500 gr en el segundo globo y 750gr en el tercer globo. O bien, un vaso de harina en el primer globo, dos en el segundo y tres en el tercer globo. Registra la masa de cada uno de los globos en una tabla.
- Después, pinta una línea horizontal en el piso (suelo) a partir de la cual se lanzarán los globos.
- Finalmente, lanza cada uno de los globos con la mayor fuerza posible y mide la distancia a la que llega cada uno. Registra esta distancia en la tabla. Después, que otra persona realice la misma actividad y registre la distancia que alcanzó.
Si aún no te queda claro el experimento, observa el siguiente video para que sepas cómo realizarlo.
Experimento Segunda Ley de Newton.
Considerando los lanzamientos que se realizaron en el experimento.
Elabora una tabla en la que midas la masa de arena que se colocó a cada globo, calcula la aceleración según el tiempo que tardó en recorrer la distancia que se marcó, y finalmente calculamos la fuerza que se aplicó utilizando la fórmula de F=ma
Observa un ejemplo para que realices tu tabla de esta manera.
Finalmente, con los valores que tienes en la tabla, responde las siguientes preguntas:
¿Qué globo alcanzo mayor distancia?, ¿Por qué?
¿Cuál de los lanzadores ejerció mayor fuerza a los globos?, ¿Cómo se puede saber?
Lo anterior ejemplifica la segunda ley de Newton.
De ser posible, realiza, con cuidado, este experimento en casa. Puedes repetir varias veces los lanzamientos, con más globos o con más lanzadores. Cuando llenes los datos de tu tabla, asegúrate de colocar las unidades correctas: kilogramos para la masa, metros por segundo al cuadrado para la aceleración y Newtons para la fuerza.
Después de los ejercicios, ejemplos y experimentos que has visto, se puede concluir que:
La fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es el producto de la masa del cuerpo por la aceleración que adquiere, y esta ley se expresa con la fórmula: F = m.a
Comparte con tu familia los conocimientos que hayas adquirido en esta sesión.
No hay comentarios.:
Publicar un comentario