Uso de la simulación o animación para comprobar las leyes de newton
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Uso de la simulación o animación para comprobar las leyes de newton
Ariel Arévalo Navarro
Marzo 2022
Ing. Carlos García
Fundación Universitaria del Área Andina.
Ingeniería Industrial.
Física I.
Introducción
En el siguiente trabajo se presenta la aplicación de leyes de Newton en diferentes ejercicios operacionales mediante simulaciones. Con el fin de observar la aplicabilidad de las leyes de forma dinámica y clara para el entendimiento de las situaciones planteadas.
Objetivos
- Desarrollar simulaciones para el entendimiento de las leyes de Newton
- Identificar la aplicación de las leyes de Newton en la ingeniería industrial
- Comprender la importancia de las leyes de Newton en nuestro contexto
Materiales usados
En el siguiente trabajo se utilizaron los siguientes materiales
- Simulador en línea de phET “Fuerza y Movimiento: Intro”
- Simulador en línea de GeoGebra “Plano Inclinado”
- Libro Física 1 de J. Slisko
- Libro Física 1 segunda edición de H. Pérez
Marco teórico
El marco teórico se centrará en las leyes de Newton.
Ley de Inercia
La ley de inercia según lo enuncia Galileo Galilei es “todo objeto se mantiene en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, si la resultante de las fuerzas que actual sobre él es cero”.
Ley de la proporcionalidad entre fuerzas y aceleraciones
Esta segunda ley hace referencia al cambio de velocidades que puede surgir en un cuerpo a ser sometido a una fuerza externa, lo que lo obliga a pasar del estado de reposo a uno en movimiento, esto permite que exista una aceleración haciendo a la fuerza dependiente de la masa y la aceleración sometida.
Ley de acción y reacción
Esta ley, según lo plantea el libro física 1 2ª Ed, Dice que “a toda acción le corresponde una acción de la misma magnitud que actúa en la misma dirección pero en sentido contrario”
Explicación del procedimiento en la solución del ejercicio [pic 1]
Un hombre cuyo peso es de 700N está parado sobre hielo. Para empujarlo a rapidez constante se requiere una fuerza horizontal de 35N ¿Cuál es el coeficiente de fricción cinemática entre los zapatos del hombre y el hielo?
Primeramente despejaremos la ecuación:
[pic 3][pic 2]
Reemplazamos los valores
[pic 5][pic 4]
El coeficiente de fricción cinemática entre los zapatos del hombre y el hielo es de 0,05
En la simulación realizada en el simulador en línea de phET “fuerza y movimiento: Intro” podemos observar claramente como el hombre al ser empujado con una fuerza de 35N se mueve de forma constante sobre el piso de hielo.
- Un libro con una masa de 1.1 kg se coloca sobre una superficie que posteriormente se inclina hasta un ángulo de 52°. El coeficiente de fricción estática entre la superficie y el libro es de 0,6
- Encuentre la magnitud de la fuerza de fricción estática[pic 6]
Hallemos el peso:
[pic 8][pic 7]
Hallemos la magnitud de fricción estática, es decir y
[pic 9]
Hallemos la fuerza de rozamiento
[pic 10]
- Determine si el libro se desliza por el plano inclinado o permanece en reposo
Para determinar debemos hallar la componente horizontal del peso.
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