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Historia F+Q

Enseñando física y química a través de su historia. Un blog colaborativo de los alumnos del Master de Secundaria

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FyQ-2ºESO

LEYES DEL MOVIMIENTO DE NEWTON

Isaac Newton cambió nuestra comprensión del Universo al descubrir y formular un conjunto de leyes físicas (1687) que nos proporcionen un método para la descripción matemática de los movimientos de los cuerpos y de los grupos de cuerpos. Son las leyes que fundaron la Física Clásica.

Para comprender las leyes de Newton, primero se desarrollarán tres conceptos fundamentales de la física clásica: fuerza, masa y cantidad de movimiento (ímpetu).

1ª Ley de Newton: Ley de la Inercia

Un cuerpo en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento continuará en movimiento con una velocidad constante a menos que actúe sobre él una fuerza resultante externa.

2ª Ley de Newton: Ley de la Fuerza

 La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza resultante que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

 La segunda ley explica lo que le sucede a un cuerpo que tiene una fuerza resultante distinta de cero actuando sobre él.

3ª Ley de Newton: Ley de Acción y Reacción

 Si dos cuerpos interaccionan, la fuerza del cuerpo 1 sobre el cuerpo 2, es igual y opuesta a la fuerza del cuerpo 2 sobre el cuerpo 1.

 Esta ley equivale a decir que las fuerzas siempre se presentan en pares o que las fuerzas nunca están aisladas.

ACTIVIDAD PROPUESTA

 En primer lugar, el profesor enseñará a los alumnos cuáles son las leyes de Newton, desde el punto de vista teórico y con algunos ejemplos prácticos de cada una de ellas, y les explicará que a lo largo de la historia diferentes científicos como Galileo, Hooke o Huygens han colaborado en enunciar estas leyes que finalmente las completó Newton.

Después de haber visto las leyes desde un punto de vista teórico, el docente planteará una actividad práctica, relacionada con la cotidianidad de los alumnos, para que puedan experimentar los alumnos todo lo explicado teóricamente. La metodología por experimentación es muy válida en estos casos, ya que, aumenta el interés y la motivación de los alumnos en el tema y el aprendizaje es más significativo.

Para ello, el profesor formará equipos de 4 alumnos como máximo. Todos los grupos del aula junto al profesor bajarán al patio del instituto donde se planteará un ejercicio de deslizamiento con cajas de cartón sobre diferentes superficies (diferentes materiales) que se efectuará por equipos.

Acto seguido, ya en el aula, el profesor planteará a los alumnos varias preguntas sobre la actividad realizada para que puedan reflexionar acerca de ellas en equipos. Cada equipo sacará sus propias conclusiones aplicando los conceptos sobre las leyes de Newton. Finalmente, se expondrán las conclusiones de todos los equipos para que así entre todos poder sacar una conclusión general.

Los objetivos de la actividad propuesta son:

  • Conocer las Leyes de Newton.
  • Aplicar las Leyes de Newton a través de la experimentación.
  • Fomentar el trabajo en equipo.
  • Impulsar el espíritu crítico.

Los criterios de evaluación de la actividad propuesta son:

  • Comprender las Leyes de Newton.
  • Relacionar fenómenos físicos de la vida cotidiana con las Leyes de Newton.
  • Participar de manera activa en el grupo.
  • Ser capaz de sacar conclusiones con las evidencias obtenidas mediante la experimentación.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Casanova, V. (2012). Astrofísica y Física. Recuperado el 24 de abril de 2017 de http://www.astrofisicayfisica.com/2012/09/las-leyes-de-newton.html  

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Leyes de la dinámica de Newton

En el siguiente artículo se explican las tres leyes de la dinámica del Newton con ejemplos aplicados a la práctica del baseball.

http://quieropasartercero.blogspot.com.es/2011/01/leyes-de-newton.html

ACTIVIDADES:

Debes leer el artículo con atención y contestar a las siguientes preguntas.

La primera Ley de Newton establece que todo cuerpo permanecerá quieto, o se moverá en línea recta con velocidad constante si no existe una fuerza externa que lo modifique.

  • En el artículo se explica la primera ley de Newton a través de la pelota la cual no se moverá por si misma a menos que sea bateada por el jugador.

Se indica también que para que la pelota modifique su trayectoria y velocidad el cátcher debe coger la pelota. Se hace mención además a la fricción del aire y se ignora la gravedad que de la tierra que hará que la bola caiga al suelo influyendo por tanto en el movimiento de la misma. Pero, ¿qué pasaría si nos encontráramos en un espacio sin gravedad y sin ninguna otra fuerza que actuará sobre la pelota?

  • Visualiza el siguiente video e intenta justificar con la primera Ley de Newton ¿Por qué las sillas se caen del camión?

https://www.youtube.com/watch?v=x_4TqtHATWI

 Pista: Inicialmente tanto las sillas como el camión se encuentran en reposo.

La segunda ley de Newton establece para que un cuerpo obtenga una aceleración, es necesario que sobre él actúe una fuerza externa, que es directamente proporcional con la fuerza resultante e inversamente proporcional a la masa.  Se dice que la fuerza es el producto de la masa por la aceleración.

  • Explica el ejemplo que propone el artículo para explicar la segunda ley de Newton.
  • ¿Cuál es la fuerza que al ser aplicada sobre una masa de 5 kg, le aplica una aceleración de 0,4m/s?

La Tercera Ley de Newton por su parte establece que cuando dos partículas interaccionan, la fuerza F que la primera ejerce sobre la segunda, es igual y opuesta a la fuerza F que la segunda ejerce sobre la primera, estando ambas sobre la recta que une las partículas. El proceso es simultáneo. Las fuerzas existen mientras dura la interacción

Se escribe F1/2 para indicar la fuerza que el cuerpo 1 ejerce sobre el 2 y F 2/1 para indica la fuerza que el cuerpo 2 ejerce sobre el 1. Son iguales y opuestas. Están aplicadas en distinto cuerpo (de estar aplicadas las dos en el mismo se anularían).

  • En este último ejemplo se indica que el bateador al golpear la bola ejerce una fuerza sobre la misma, la pelota a su vez ejerce una fuerza igual sobre el bateador, motivo por el cual el bate de tiende a moverse para atrás al golpear.

Otro ejemplo deportivo de aplicación de la tercera Ley de Newton lo encontramos en el piragüismo. Justifica con la tercera Ley de Newton por qué la barca se mueve cuando al hacer fuerza con el remo sobre el agua.

  • Busca otro ejemplo cotidiano de aplicación de la tercera Ley de Newton.

OBJETIVOS:

  • Interpretar y comprender las leyes de la dinámica de Newton.
  • Identificar aplicaciones de las leyes de la dinámica de Newton en la vida cotidiana.

CONCEPTOS:

  • Las Leyes de la Dinámica de Newton.

CRITERIOS DE EVALUACIÓN:

  • Comprender la lectura propuesta y vincular los ejemplos propuestos en el artículo con las leyes de Newton.
  • Razonar e interpretar correctamente las leyes de la dinámica de Newton.
  • Aplicar correctamente las leyes de Newton a ejemplos de la vida cotidiana.

Inspirándose en la bañera

Cierto orfebre le había fabricado al rey Hierón una corona de oro, pero él no estaba muy seguro de que el artesano hubiese obrado rectamente; podría haberse guardado parte del oro que le habían entregado y haberlo sustituido por plata o cobre. Así que Hierón encargó a Arquímedes averiguar si la corona era de oro puro, sin estropearla, se entiende. Arquímedes no sabía qué hacer. El cobre y la plata eran más ligeros que el oro. Si el orfebre hubiese añadido cualquiera de estos metales a la corona, ocuparían un espacio mayor que el de un peso equivalente de oro. Conociendo el espacio ocupado por la corona (su volumen) podría contestar a Hierón. Lo que no sabía era cómo averiguar el volumen de la corona sin transformarla en una masa compacta. Arquímedes siguió dando vueltas al problema en los baños públicos mientras se sumergía en una tinaja llena y observaba cómo rebosaba el agua. De pronto se puso en pie impulsado por un resorte: se había dado cuenta de que su cuerpo desplazaba agua fuera de la bañera. El volumen de agua desplazado tenía que ser igual al volumen de su cuerpo. Para averiguar el volumen de cualquier cosa bastaba con medir el volumen de agua que desplazaba. ¡En un golpe de intuición había descubierto el principio del desplazamiento! Seguir leyendo “Inspirándose en la bañera”

Mars Climate Orbiter: Confusión de Unidades.

¨Todo empezó el 11 de diciembre de 1998, cuando la NASA lanzó desde Cabo Cañaveral la sonda espacial Mars Climate Orbiter (MCO). Su misión consistía en estudiar el clima del planeta rojo, en particular el agua y el dióxido de carbono, y obtener evidencias de cómo fue el clima en el pasado. La MCO se quedaría orbitando alrededor de Marte, y así serviría también de estación de comunicaciones para la llegada de su compañera, la Mars Polar Lander, que aterrizaría en el planeta rojo poco después. La misión estaba programada para durar un año completo marciano, algo menos de dos años terrestres. Seguir leyendo “Mars Climate Orbiter: Confusión de Unidades.”

El “Mars Climate” se estrella en Marte debido al cambio de unidades

“En el año 1998 la NASA lanzó una sonda llamada Mars Climate Orbiter, dicha sonda llegó a Marte 9 meses y medio más tarde. Por un error “infantil” de los ingenieros que llevaron a cabo la misión la sonda se estrelló contra Marte, tirando por tierra el trabajo de muchos años, y una suma importante de dinero (327.6 millones de dólares). Seguir leyendo “El “Mars Climate” se estrella en Marte debido al cambio de unidades”

Fuentes de energía en el tiempo

El hombre, como ser biológico está integrado dentro del flujo de energía de la naturaleza. A lo largo de toda la historia el hombre se ha valido de distintas fuentes de energía para realizar una amplia gama de actividades. El hombre primitivo podía encontrar la energía necesaria para sus procesos vitales en los alimentos que consumía y, por otro lado, dependía del sol como fuente de calor. Posteriormente descubrió el fuego, que aprendió a utilizar con múltiples fines. Seguir leyendo “Fuentes de energía en el tiempo”

“Denme un punto de apoyo y moveré el mundo”

Cita atribuida a Arquímedes (287-212 a.C.), pensador e inventor griego que descubrió el principio matemático de la palanca, entre otros. A partir de su descubrimiento comenzó el uso tecnológico de lo que conocemos como máquinas simples.

En realidad Arquímedes decía “…si hubiera otro mundo y pudiera ir a él, entonces podría mover éste” (Pappus de Alejandría. Colección matemática. 340 d.C.) Seguir leyendo ““Denme un punto de apoyo y moveré el mundo””

Historia de la Energía

La energía un concepto presente en la humanidad desde sus inicios, pues el hombre se ha servido de ella aún antes de que existiese la palabra para definirla: desde el primer fuego hace 800.000 años hasta los intentos por conseguir fusión nuclear que se están llevando a cabo actualmente.

Sin embargo, no siempre hemos tenido claro cómo definir la energía, ni siquiera qué nombre darle. Aristóteles fue el primero en hablar de energía (o energeia en griego) en un sentido de “algo que actúa”, o una “actividad”. Este concepto del s.IV sin embargo pertenece al mundo de las ideas, y debemos esperar algunos siglos más para verlo utilizado en un contexto científico. Seguir leyendo “Historia de la Energía”

CSI – Chemist in Science Investigating

La agencia de CSI ha contactado con el colegio para pedir nuestra colaboración  en la resolución de un caso complejo. Éste se ha dado en la ciudad de Las Vegas en la madrugada del día 12 de octubre a las 3.00 a.m. Un hombre ha fallecido en la habitación de un hotel víctima de un supuesto suicidio. Éste se sostiene a partir de una nota aclaratoria presente en el lugar del crimen pero se pone en duda la autoría de la misma. Esta nota está escrita en negro pero se ha observado que existen tres bolígrafos en la sala del mismo color y que todos ellos presentan múltiples huellas dactilares. Seguir leyendo “CSI – Chemist in Science Investigating”

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