Fisica Evidencia De Aprendizaje 2

Evidencia de aprendizaje

La evidencia de aprendizaje de esta unidad constituye la planeación y primera parte de implementación del proyecto1.

Para la planeación:

• Objetivos:

Realizar un reporte acerca de las Leyes de Newton, dando énfasis a los conocimientos adquiridos a través de las prácticas de la Unidad 2.

• Lecturas:

Todo aquello que se encuentre acerca de las leyes de Newton así como de los movimientos estudiados.

• Modelos que se emplean:

Caída libre, Tiro parabólico, Choque de dos cuerpos, Energía Cinética y Satélite.

• Cronograma de actividades:

27/12/2013 Desarrollo e investigación

28/12/2013 Recopilación de información y Finalizar.

• Bibliografía:

Debido a falta de libros materiales se utilizaran las bibliotecas e enciclopedias disponibles en la red mundial.

Para la implementación de la primera parte del proyecto:

En equipo retomen los resultados de las prácticas que individualmente realizaron:

Movimiento circular de un cuerpo

Resultados:

Se obtuvo un modelo matemático donde al dar valores a las variables a, b,c y a2, b2, c2 se obtiene el modelo de dos ecuaciones sinusoidales

para trazar el movimiento circular e investigar cómo se comporta.

• Si el punto marcado sobre el tren fuera un satélite artificial geoestacionario y el centro del círculo fuera la Tierra, indica el radio de la trayectoria, el periodo del movimiento, la velocidad lineal, la aceleración lineal, la aceleración centrípeta y la velocidad rotacional del satélite.

satelite

t θ_{r} v θ_{v} a θ_{a}

0.00 -2.67

0.50 13.25 12.63 102.71

1.00 29.10 12.87 124.74 9.47 -151.15

1.50 45.87 13.53 145.19 9.07 -134.42

2.00 64.40 14.30 163.48 8.56 -115.83

2.50 85.00 14.86 -179.93 8.16 -95.05

3.00 106.94 15.01 -164.14 8.06 -72.89

3.50 128.57 14.69 -148.14 8.30 -51.14

4.00 148.48 14.04 -130.98 8.77 -31.26

4.50 166.36 13.28 -111.88 9.24 -13.50

5.01 -177.21 12.77 -90.78 9.54 2.76

5.51 -161.33 12.73 -68.72 9.55 18.49

6.01 -145.03 13.20 -47.44 9.28 34.69

6.51 -127.41 13.93 -28.09 8.82 52.30

7.01 -107.85 14.60 -10.70 8.35 71.98

7.51 -86.52 14.95 5.47 8.09 93.52

8.01 -64.66 14.87 21.34 8.17 115.57

8.51 -43.88 14.37 37.89 8.53 136.42

9.01 -25.03 13.65 55.99 9.01 155.20

9.51 -7.92 13.01 76.11 9.40 172.16

10.01 8.20 12.73 97.79 9.56 -171.89

10.51 24.26 12.95 119.54 9.42 -155.96

11.01 41.20 13.57 139.85 9.05 -139.09

11.51 59.80 14.29 158.17 8.58 -120.46

12.01 80.30 14.80 174.89 8.21 -99.80

12.51 102.00 14.93 -169.14 8.11 -77.88

13.01 123.38 14.63 -152.97 8.34 -56.34

13.51 143.17 14.01 -135.66 8.78 -36.55

14.01 161.07 13.31 -116.54 9.23 -18.75

14.51 177.61 12.83 -95.55 9.50 -2.37

15.02 -166.35 12.81 -73.70 9.51 13.52

15.52 -149.88 13.26 -52.62 9.25 29.87

16.02 -132.12 13.95 -33.36 8.81 47.59

16.52 -112.52 14.58 -15.93 8.37 67.27

17.02 -91.29 14.90 0.33 8.13 88.69

17.52 -69.63 14.80 16.35 8.21 110.56

18.02 -49.04 14.32 33.05 8.56 131.26

18.52 -30.27 13.63 51.26

19.02 -13.15

2. Segunda ley de Newton: modelo de un balón lanzado horizontalmente

Resultados:

Gracias a la práctica se comprendieron conceptos nuevos como inercia, movimiento lineal y fuerza, también la obtención de datos que nos permite el estudio de este movimiento atreves de su modelo matemático.

Desplazamiento:

Es el vector que define la posición de un punto o partícula en relación a un origen con respecto a una posición B. El vector se extiende desde el punto de referencia hasta la posición final.

Cuando se habla de desplazamiento en el espacio solo importa la posición inicial y la posición final, ya que la trayectoria que se describe no es de importancia.

Velocidad:

La ´velocidad media´ o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se calcula dividiendo el desplazamiento, entre el tiempo empleado en efectuarlo.

Aceleración:

Es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por un vector y su módulo. Su unidad en el sistema internacional es el m/s^2.

Fuerza:

Es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales.

En el sistema internacional de Unidades, la unidad de medida de fuerza es el newton que se representa con el símbolo: N.

Modelo de un sistema de dos partículas

Resultados:

Se obtuvo un modelo del movimiento geoestacionario de un satélite, el cual permite comprender como actúa el movimiento estudiado.

Las órbitas geoestacionarias son útiles debido a que un satélite parece estático respecto a un punto fijo de la Tierra en rotación. El satélite orbita en la dirección de la rotación de la Tierra, a una altitud de 35, 786 km. Esta altitud es significativa ya que produce un período orbital igual al periodo de rotación de la tierra, conocido como día sideral. Como resultado, se puede apuntar una antena a una dirección fija y mantener un enlace permanente con el satélite

Uso de las leyes de Newton y la ley de Gravitación Universal

Isaac Newton:

Científico inglés (Woolsthorpe, Lincolnshire, 164 – Londres, 1727). Hijo póstumo y prematuro, su madre preparó para él un destino de granjero; pero finalmente se convenció del talento del muchacho y le envió a la Universidad de Cambridge, en donde hubo de trabajar para pagarse los estudios. Allí Newton no destacó especialmente, pero asimiló los conocimientos y principios científicos de mediados del siglo XVII, con las innovaciones introducidas por científicos de esa época.

Sus primeras investigaciones giraron en torno a la óptica: explicando la composición de la luz blanca como mezcla de los colores del arco iris, Isaac Newton formuló una teoría sobre la naturaleza corpuscular de la luz y diseñó en 1668 el primer telescópico de reflector, del tipo de los que se usan actualmente en la mayoría de los observatorios astronómicos; más tarde recogió su visión de esta materia en la obra Óptica (1703).

También trabajó en otras áreas, como la termodinámica y la acústica; pero su lugar en la historia de la ciencia se lo debe sobre todo a su refundación de la mecánica. En su obra más importante, Principios matemáticos de la filosofía natural (1687), formuló rigurosamente las tres leyes fundamentales del movimiento: la primera ley de Newton o ley de la inercia; la segunda o principio fundamental de la dinámica y la tercera, que explica que por cada fuerza o acción ejercida sobre un cuerpo existe una reacción igual de sentido contrario.

Primera Ley de Newton:

“Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él”.

También conocida como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero).

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

Encontrar un sistema de referencia inercial es imposible, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.

Segunda ley de Newton:

Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:

F = m * a

Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido.

La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s^2.

La cantidad de movimiento se representa por la letra p y se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad:

p

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