Trabajo de Integración Nº I: Fuerzas e Interacciones

1) Los objetos en la naturaleza siempre oponen resistencia al cambio, los objetos cuentan con una masa, esta se opondrá al cambio del movimiento, por ejemplo de una aceleración.La masa de los objetos tiene una inercia, que hace que su estado de equilibrio se recupere rápidamente cuando una fuerza muy rápida se presenta, en el caso por ejemplo de tirar del mantel.

2) Teniendo en cuenta la inercia, si se tira con violencia se corta el hilo de abajo y la piedra queda suspendida, ya que se comunica a la piedra una gran aceleración a, para la cual es necesario aplicar una fuerza F de gran intensidad.

F m *a

Donde m es la masa de la piedra y es la constante de inercia de la piedra.El hilo es el que debe transmitir la fuerza a la piedra, y como no resiste la intensidad de esa fuerza, se corta antes. (Primero se estira un poco).Por otro parte, al tirar al tirar lentamente se comunica una aceleración a pequeña y, por lo tanto la nueva fuerza F aplicada resulta menor que la anterior, entonces el hilo se alarga un poco sin romperse y la piedra queda suspendida. Pero sucede que el segmento superior del hilo debe soportar, además del peso de la piedra la fuerza adicional F de intensidad:

F m *a

El hilo no soporta ambas tensiones y se corta en la parte superior de la piedra.

3) Las fuerzas que anula el cinturón de seguridad, son la fuerza de la inercia.Cuando un auto esta en movimiento y se frena bruscamente el cuerpo tiende a seguir el movimiento en el que estaba. El cinturón de seguridad detendría este movimiento.

4)

Cuando se levanta una pesa, actúan la fuerza de gravedad, la fuerza peso, la fuerza normal y la fuerza que hace la persona al levantarla.

5) a- Primero y principal la cuerda no debe estar floja ya que el equilibrista perdería la estabilidad, y como segunda medida necesitaría una barra larga. Al tener la barra larga, los extremos se curvan hacia abajo, por acción de su peso, lo que junto a la posición de los brazos caídos, hace que el centro de gravedad del conjunto este muy bajo

obteniendo una situación de equilibrio más estable, que permite al equilibrista caminar por una cuerda con una pequeña base de sustentación.Al moverse es muy fácil provocar una variación de peso a uno u otro lado del centro de la gravedad, y al igual que en una balanza de platillos, que si tiene distinto peso en cada uno de los lados, se desequilibra, el equilibrista también perdería el equilibrio por que el resulta de los momentos M que actúan con relación al centro de la gravedad es distinto a 0, lo que provoca un giro en el sentido del momento mayor y es entonces cuando pueda caer. Los balanceos de la barra en el sentido adecuado, le permite modificar el momento de giro y corregir las posibles pérdidas de equilibrio.

b- Si se aplica una fuerza F en un cuerpo extenso, en este caso la bailarina, el movimiento de la F no solo dependerá de la F si no también del punto de aplicación de la misma. No adquiere un movimiento de rotación si la F se aplica en el centro del objeto.

6) En una centrifugadora se describe un movimiento circular uniforme, donde su rapidez es constante. Dado que la dirección del vector velocidad cambia en cada punto de su trayectoria la gota de agua se encuentra acelerada radialmente hacia el centro de la circunferencia. Esta aceleración se llama aceleración centrípeta, cuando la centrifugadora frena, las gotas de agua salen disparadas tangencialmente al movimiento.

7) Es difícil correr en el agua, por la resistencia que opone la misma en la carrera.Para correr se necesita un buen apoyo contra el piso, es decir se necesita fricción. Puesto que el agua ejerce un empuje hacia arriba, la fricción disminuye y por lo tanto la posibilidad al moverse.

8) Si no hay aire la gravedad existe, ya que su ausencia no modifica el valor de la gravedad, dependiendo esta última de las masas de los cuerpos atraídos y las distancias a las que estos se encuentran; además las masas de los cuerpos es una magnitud constante en cualquier lugar del planeta. Entonces el valor de la gravedad, solo varía en relación a las masas de los cuerpos y sus respectivas distancias.Por ejemplo, si realizamos una experiencia con una bomba de bario en un tubo y dentro de el colocamos una bolita y observamos que esta es atraída por la tierra y experimenta una aceleración. Lo mismo sucede con un astronauta en la Luna, su masa es constante tanto en la tierra como en la luna, aunque su peso (fuerza de atracción) varía debido a que la gravedad en la luna es menor que en la Tierra.Dos cuerpos cualesquiera del universo se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus respectivas masas e inversamente proporcional al cuadrado de las distancias que los separa.

9) Situaciones en las que el rozamiento es útil: En nuestros antepasados más remotos a sido aprovechado para hacer fuego

frotando dos maderas. Si no hubiera rozamiento contra el suelo no podríamos empujarnos y salir

adelante mediante acción y reacción. Si queremos nadar también necesitamos la fuerza de rozamiento contra el

agua.

10) El astronauta que esta lejos de la Tierra no puede saber si se mueve o no, ya que no tiene un punto de referencia que le permita conocer cuando se desplazó con respecto a un punto referencial.

11) En la estructura atómica nos encontramos con fuerzas electrostáticas de atracción y repulsión, provocada entre los protones y los electrones, lo que les permite a estos últimos crear orbitas en la cual están suspendidas y girar alrededor del núcleo.

12) a- Julio Verne no tenía en claro el concepto de masa, ya que la masa es constante en cualquier lugar del universo, lo que varía dependiendo la fuerza de atracción gravitatoria es el peso, pero tanto el peso de los tripulantes como el de la nave, modificarían su peso proporcionalmente a sus masas.

b- Respecto a la caída de los cuerpos en la Tierra, Julio Verne hubiese afirmando que la velocidad con la que caen los cuerpos depende de el peso de los mismos, ya que tiene un concepto erróneo del masa y peso.

c- Cuando una nave llega a un planeta, la velocidad a la que desciende es independiente a su peso y al de los tripulantes, y pueden modificarse de acuerdo a las resistencias que sus masas le provoquen en el aire.Cuando se viaja en el espacio, en el vacío no se reconocen fuerzas de rozamiento, por lo que los cuerpos caen por la atracción gravitatoria simplemente.

d- Al no haber rozamiento, la nave cae al planeta por gravedad. En el espacio los cuerpos se comportan como un sistema inerte, ya que prácticamente no actúan fuerzas sobre él, mientras que al acercarse a un planeta, la gravedad de este lo atrae desarrollando en el objeto la caída libre.

13) Cañita voladora en vuelo:

14) F fuerza que hace el motor (locomotora) F fuerza de rozamiento por las ruedas y el aire. F peso de cada cuerpo

15)

16) a-

b- Las únicas fuerzas que actúan sobre el carrito son la fuerza peso, la de rozamiento con el aire y con el riel y la fuerza normal que se acumula con el peso.

17)

18) a-

b-

c-

19) Las fuerzas del clavo y del martillo, son iguales pero contrarias, y el clavo se clava sobre la superficie por acción- reacción.

20) Si no hubiera gravedad no podríamos vivir, ya que la gravedad ejerce una presión sobre nosotros, esta presión se encuentra en equilibrio con la presión interna de nuestro cuerpo.Basándose en experimentos realizados en animales en los '60 y por accidentes ocurridos a los humanos, se puede afirmar que un ser humano podría sobrevivir a las condiciones del espacio exterior por un tiempo breve sin secuelas serias. En realidad, los experimentos con animales y los accidentes de los humanos indican que las personas pueden sobrevivir a las condiciones del vacío al menos un par de minutos, aunque eso no significa que estén conscientes todo ese tiempo y puedan rescatarse a sí mismos. Pero si un astronauta tuviera un accidente de este tipo los demás miembros de la tripulación podrían rescatarlo y presurizarlo con escasas secuelas para la víctima. El vacío espacial es letal. Bajo esas circunstancias el aire contenido en los pulmones se expande y desgarra los tejidos, efecto especialmente grave si se intenta contener la respiración o inspirar profundamente cuando la presión baja. El agua de los tejidos del cuerpo se evapora, aunque la piel impide que el cuerpo reviente; algo parecido le sucede a los globos oculares. El escape de vapor de agua de las vías respiratorias y la boca hace que éstas se enfríen y congelen. Además el vapor de agua y el gas disuelto en la sangre forman en las venas y arterias burbujas que bloquean la circulación. Después de un minuto la circulación sanguínea se detiene. La ausencia de oxígeno en el cerebro provoca la pérdida de la consciencia en 15 segundos y finalmente mata al individuo. La ausencia de oxígeno es el mayor problema en esas situaciones.

21) A mayor brazo de palanca, menor es la fuerza a realizar, por eso la tendremos que agarrar de la parte final de la misma.

22) Para que el teléfono no se moviera, deberíamos colocar en la base del teléfono un trapo o un pedazo de alfombra (sería lo ideal), para que este ocasione al teléfono una fuerza de rozamiento tal que nos permita discar aunque tengamos la otra mano ocupada, ya que la fuerza de rozamiento o fricción entre dos superficies en contacto se opone al movimiento de una superficie sobre otra.

23) La respuesta correcta es la A. Es así ya que se trata de una polea móvil y reduce la mitad del peso de la persona.

24) El alambre marcado no es útil ya que no esta ejerciendo ninguna fuerza que ayude a mantener la fuerza en equilibrio.

25) Respuesta correcta D. Ya que la de arriba ejerce la fuerza suficiente para mantener el cartel en equilibrio.

26) Respuesta correcta 20 Kg. Porque la gravedad actúa en todos los puntos.

27) Falsa. Porque la balanza esta colgada en el aire, por ende el peso se registra completamente.

Instituto Superior de Formación Docente Nº 78

Carrera: Profesorado de Biología.

Materia: Física III

Docente: Cabrera, Marta

Alumnas:

- Aguer, María Valeria.- Frendo, Cintia Noelia- Ramos, María Victoria

Fecha de entrega: 05-06-2009