LEYES DE NEWTON CON ORDEN ESTABLECIDO.

LEYES DE NEWTON

Tiempo estimado de 5 a 7 dìas

Objetivo:   Analizar que la relación entre el movimiento y sus causas se rige por las leyes de Newton.

Actividades previas:

• Marcos de referencia
• Concepto de fuerza
• Masa y peso
• Aceleración
• Rozamiento
• Fuerza – interacción
• Impulso y cantidad de movimiento
• Energía mecánica

(Consulta y discusión de lecturas previas con investigación bibliográfica)

Fundamentos teóricos

El afán por relacionar con cada efecto una causa que lo produce no es nuevo, de hecho, la ciencia misma nació cuando el hombre empezó a preocuparse por encontrar explicaciones causales  - y no míticas – a los hechos observados, para así entender la naturaleza y poder predecir algunos aspectos de su comportamiento.

Durante la Época de Oro en Grecia, época de auge de la filosofía natural, esta preocupación por las explicaciones causales se manifestó a tal grado que para responder a las preguntas básicas sobre el ser:  ¿qué es?, ¿de qué es?, ¿por qué es?, ¿para qué es?, se adjuntaron cuatro tipos de causas: la formal o esencial, la material, la eficiente o del movimiento y la final.

Cuando un objeto sufre un cambio en alguna de sus propiedades o características, tal cambio ha sido producido por algo, tiene un origen, una causa eficiente. Con el nacimiento de la ciencia moderna, durante el Renacimiento, se restringió el significado del término causa a la causa eficiente, es decir, al agente que produce algún cambio en el objeto.

Este es el tipo de causa que buscamos cuando nos preguntamos sobre el porqué de los fenómenos físicos que implican cambio, movimiento. La pregunta surge no sólo por simple curiosidad, sino también, y sobre todo, porque solamente conociendo las causas de los fenómenos podemos entender éstos y tratar de predecirlos y controlarlos, para así aprovechar la naturaleza de acuerdo con nuestras necesidades.

Los primeros razonamientos sobre el movimiento de los cuerpos y la caída libre fueron realizados por el filósofo griego Aristóteles (384-322 a. de n.e.); sus ideas fueron aceptadas como verdaderas hasta el Renacimiento.

A finales del siglo XV1 y principios de XVII, el italiano Galileo Galilei, a través de varios experimentos con el plano inclinado, concluyo que un cuerpo se mantendrá en reposo mientras no se aplique una fuerza que lo saque de ese estado, y que si se le aplica una fuerza, continuará moviéndose indefinidamente en línea recta hasta que aparezca otra fuerza que modifique ese movimiento, cambiando su dirección o deteniéndolo.

Galileo también estableció que los cuerpos tienen la propiedad de oponerse a cambiar su estado de reposo o de movimiento; dicha propiedad la denominó inercia. La medida de la inercia de un cuerpo depende de su masa: un cuerpo con menor masa tendrá más inercia que un cuerpo con mayor masa.

Varios años más tarde, el inglés Isaac Newton (1642-1727) formuló sus tres leyes del movimiento, retomando lo dicho por Galileo y desarrollándolo en su primera ley o ley de la Inercia.

La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.

La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. 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. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:

F = m a

La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce una acción sobre otro cuerpo B, éste realiza sobre A otra acción igual y de sentido contrario.

F     =     -  → F

Material

Un carril

Dos carros

Reloj electrónico

Hilo de cáñamo

Polea

Pesas

Balanza y otros

Desarrollo experimental:

Experimento 1

1.- Coloque uno de los carros sobre el riel (carro en reposo)

2.- Haga que un carro en movimiento choque con el que está en reposo

¿Se modifica el estado del carro originalmente en reposo?

¿Qué origino el cambio de estado del carro en reposo?

3.- Coloque un carro sobre el carril y sujételo con una cuerda, en cuyo extremo se coloca una pesa que imprima al carro movimiento uniforme.

4.- Coloque otro carro en el camino del primero y observe.

¿Se altero el curso de los  carros  al chocar?

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