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jueves, 16 de noviembre de 2017

Módulo 14S3 Prepa en Línea SEP Actividad: "Leyes de Newton"

LEYES DE NEWTON

INTRODUCCIÓN:
Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos, que revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

 Las leyes enunciadas por Newton, son consideradas como las más importantes de la mecánica clásica, son tres: la ley de inercia, la relación entre fuerza y aceleración y la ley de acción y reacción. Newton planteó que todos los movimientos se atienen a estas tres leyes principales, formuladas en términos matemáticos. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento y otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

La primera ley de Newton dice: “Todo objeto continúa en su estado de reposo o de movimiento uniforme en línea recta, a menos que sea obligado a cambiar ese estado por fuerzas que actúan sobre él”. {\displaystyle {\vec {F}}=m\cdot {\vec {a}}}En esta expresión  tanto la fuerza como la aceleración llevan dirección y sentido.
La segunda ley de Newton complementa a la primera: “La fuerza neta que actúa sobre un objeto, es proporcional a la aceleración que adquiera al moverse, y a la masa de dicho objeto” Es decir, la Fuerza es igual a masa por aceleración, traducido a fórmula sería: F = m x a.
La tercera ley de Newton establece lo siguiente: Siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto sobre el primero. Con frecuencia se enuncia así: A cada acción siempre se opone una reacción igual pero de sentido contrario.
En la presente actividad realizaré un reporte de práctica de un experimento que compruebe la tercera ley de Newton y lo representaré con imágenes que demuestren lo que se hizo, como se hizo y lo que obtuve de resultados finales, el experimento demostrará de manera sencilla como golpear  un balón con el pie se ejerce una fuerza sobre él y el balón a su vez ejerce una fuerza de resistencia a moverse que se ejerce con la misma intensidad pero en dirección contraria hacia el objeto(pie) que lo golpea cumpliendo así, con la tercera ley de Newton.

TEORIA:
Tercera ley de Newton o principio de acción y reacción.
La tercera ley de Newton establece lo siguiente: siempre que un objeto ejerce una fuerza sobre un segundo objeto, este ejerce una fuerza de igual magnitud y dirección pero en sentido opuesto sobre el primero.
Con frecuencia se enuncia así:
 A cada acción siempre se opone una reacción igual pero de sentido contrario. En cualquier interacción hay un par de fuerzas de acción y reacción situadas en la misma dirección con igual magnitud y sentidos opuestos.

La palabra fuerza es crucial en esta ley, se necesita la interacción entre dos fuerzas para cumplir la ley.
Podemos observar esta ley todo el tiempo, basta con que existan dos objetos en contacto, también se puede enunciar de la siguiente manera “No puedes tocar sin ser tocado”. (Contenido extenso)
Aplicaciones de la Tercera Ley de Newton
Algunos ejemplos donde actúan las fuerzas acción-reacción son los siguientes:
Un pez empuja el agua hacia atrás con las aletas, por lo que el agua empuja al pez hacia adelante.
Como ya vimos al patear una pelota, el pie ejerce una fuerza sobre ésta; pero, al mismo tiempo, puede sentirse una fuerza en dirección contraria ejercida por la pelota sobre el pie.
Si una persona empuja a otra de peso similar, las dos se mueven con la misma velocidad pero en sentido contrario.
Cuando saltamos, empujamos a la tierra hacia abajo, que no se mueve debido a su gran masa, y esta nos empuja con la misma intensidad hacia arriba.
Una persona que rema en un bote empuja el agua con el remo en un sentido y el agua responde empujando el bote en sentido opuesto.
Cuando caminamos empujamos a la tierra hacia atrás con nuestros pies, a lo que la tierra responde empujándonos a nosotros hacia delante, haciendo que avancemos.
Cuando se dispara una bala, la explosión de la pólvora ejerce una fuerza sobre la pistola (que es el retroceso que sufren las armas de fuego al ser disparadas), la cual reacciona ejerciendo una fuerza de igual intensidad pero en sentido contrario sobre la bala.

RESULTADOS:

Tenemos: El pie (objeto A) golpea el balón con fuerza de 4k.      Balón (objeto B)  masa .450k   

Aquí convertimos los kilos de fuerza a newton, tenemos que: 1k = 9.80665002864newton
9.80665002864 x 4 = 39.22660011456newton

Ahora sabemos que la fuerza del golpe al balón es de 39.22660011456newton
Que según esta fórmula es la misma aplicada en sentido contrario del balón al pie. 

La pelota al estar en reposo presenta una resistencia igual pero en sentido contrario en el momento del impacto, pero al ser obligada a moverse adquiere aceleración por la fuerza ejercida en ella.

Ahora calculamos su aceleración:
Recordemos que un Newton es la fuerza capaz de comunicarle la masa de un kilogramo la aceleración de 1 m/s2. 
Entonces 39.22660011456n x 1m/s2 = 39.22660011456m/s2
La masa es la medida de la inercia que tienen los cuerpos, siendo la inercia la resistencia que presentan los cuerpos a cambiar su estado de reposo o de movimiento. Tenemos una masa de .450k

Usamos la formula      F = ma, Pero como ya tengo la fuerza y la masa busco la fórmula para obtener la aceleración despejo pasando a m a dividir la fuerza y la nueva  fórmula queda así a= F/m
 F se mide en newton            m - en kilogramos                    “a” en metros por segundo al cuadrado.

Ahora calculamos la aceleración con esta nueva fórmula: F/m = a 
m =.450k  
F= 39.22660011456newton
Sustituimos: a= F/m  a =  39.22660011456/ .450 = 87.1702224768 m/s2.

La aceleración es de: 87.1702224768 m/s2.

Si el balón golpea un muro, con esa misma intensidad, será la reacción de impacto en sentido opuesto al que fue lanzado. 
La acción de lanzarlo provoca el impacto con el muro 
La reacción es el “rebote” con la misma intensidad pero en sentido contrario