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• Alb Cruz

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Expresa la aceleración de gravedad como un vector R.-La gravedad es un vector con dirección vertical y sentido hacia abajo con una magnitud de 9,81m/s2.

P.-Escribe las relaciones que gobiernan la caída libre de un objeto que se deja caer con velocidad inicial nula. R.Las relaciones que gobiernan la caída libre son: y=gt2/2 vf=at vf2=2gy Donde y: Es el desplazamiento vertical del cuerpo g: Es la aceleración de gravedad vf: Es la velocidad final del cuerpo t: Es el tiempo transcurrido

P.-La resistencia del aire ¿aumenta o disminuye la aceleración de un objeto que cae? R.-La resistencia del aire tiende a disminuir la aceleración de un cuerpo que cae, sin embargo, la aceleración de gravedad continuará siempre constante.

P.-Si se suelta una piedra desde determinada altura: a)¿Aumenta o disminuye su velocidad a medida que cae? b)¿Cuánto varía su velocidad cada segundo de caída? R.Ya que la piedra cae con una aceleración igual a la gravedad, es obvio que que la piedra aumentará su velocidad a medida que cae. Si asumimos que la aceleración de gravedad es de 10m/s2, la piedra al caer incrementara su velocidad 10m/s por cada segundo que pasa. Es decir, a los cinco segundos será de 50m/s y a los siete segundos será de 70 m/s.

P.-Se deja caer una piedra desde cierta altura sobre la superficie lunar ¿Cuánto variará la velocidad de la luna cada segundo de caida? R,-Si suponemos que la gravedad de la Luna es gL entonces la velocidad que cae en la luna se incrementará gLm/s cada segundo.

P.-Si un objeto se deja caer libremente, la distancia recorrida cada segundo, ¿permanecerá igual, aumentará o disminuira?

R.-Como ya hemos establecido que al caer un objeto se incrementa su velocidad cada segundo en 10m/s, es obvio que la distancia recorrida también se incrementará cada segundo, pero respondiendo a una función parabólica.

P.-Si se lanza un objeto hacia arriba ¿cuáles serán su velocidad y aceleración en el punto más alto de su recorrido? R.-Al lanzar un cuerpo hacia arriba, el punto más alto de su trayectoria será alcanzado precisamente en el momento que empiece a bajar. Por tanto, en ese instante la velocidad del cuerpo tendrá un valor que no puede ser otro sino cero metros sobre segundo. En el caso de la aceleración su valor siempre será cosntante y con un valor igual 10m/s2.

Preguntas frecuentes sobre Aceleración y Caída Libre P.-¿Qué es la gravedad?¿Cuál es su valor en lugares cercanos a la superficie terrestre?¿En qué unidades se expresa? R.La gravedad (o más correctamente aceleración de gravedad) es la aceleración con la cual se mueven los cuerpos al caer. El fenómeno de la caída de un cuerpo se produce debido a la fuerza de gravedad, que es la fuerza con la cual el planeta tierra atrae a los cuerpos cercanos a su superficie. El valor de la gravedad es de 9,81m/s2. Sin embargo, para simplificar las operaciones al momento de hacer cálculos, suele utilizarse el valor de 10m/s2. Al ser la gravedad un tipo de aceleración sus unidades se expresan en metros sobre segundos al cuadrado.

P.-¿Cómo se compara la aceleración de gravedad en la Luna con respecto a la gravedad en la tierra? R.-Aunque el valor de la gravedad es menor en la Luna que en la Tierra, se ha podido observar que sus efectos son los mismos. En el caso de la Luna es posible observar con mayor claridad los efectos causados por la gravedad, debido que carece de atmósfera cosa que impide las posibles perturbaciones de los fenómenos.

P.-¿Qué dirección tiene la aceleración de gravedad? R.-La aceleración de gravedad tiene dirección vertical y sentido hacia abajo. Estrictamente hablando, su dirección es hacia el centro de la tierra.

P.-¿De qué factores depende la aceleración de gravedad sobre la superficie terrestre?

R.-La aceleración de gravedad es la misma sobre toda la superficie terrestre, por lo que no depende de ningún factor. En ciertos casos puede parecer que cambia como, por ejemplo, cuando dejamos caer una piedra y una pluma. Generalmente, la piedra caerá primero, pero esto se debe a que la resistencia del aire influye sobre la caída de la pluma.

P.-Cuando un cuerpo cae libremente, ¿varía su velocidad o su aceleración? R.-Todo cuerpo al caer variará su velocidad. La aceleración será constante ya que ésta es, precisamente, la aceleración de gravedad.

P.-¿Qué significa la expresión caída libre? R.-Significa que al momento de considerar la caída de un cuerpo solamente se tomará en cuenta la aceleración de gravedad, sin incluir la influencia de otros factores presentes como la resistencia del aire.

P.-Cómo la afirmaciones de Aristóteles, en relación con la caída libre de los cuerpos, frenaron el avance de la física?¿Cuál fue el gran aporte de Galileo al respecto? R.Aristóteles fue un gran filósofo griego que observó ciertos cuerpos que, al caer simultáneamente, finalizaban su caída en tiempos distintos. Ante esta observación, Aristóteles concluyó que el fenómeno se debía al peso de los cuerpos. Al ser Aristóteles uno de los pensadores más grandes de su época, esta afirmación fue aceptada como cierta por más de dos mil años frenando así el avance de la ciencia. Galileo, por su parte, realizó ciertos experimentos y observó que lo que decía Aristóteles parecía ser cierto sólo en el caso de objetos livianos. Cuando probó con objetos más pesados, logró comprobar que los mismos caían simultáneamente. Galileo concluyó que el comportamiento no era el mismo con los objetos más livianos debido a la resistencia que el aire les ofrecía.

P.-¿Por qué una pluma cae más lentamente que una moneda cuando se dejan caer desde el aire? R.-Una moneda cae más rápidamente que una pluma debido a que la vence con facilidad la resistencia del aire. Mientras tanto, la pluma sí se ve frenada por la resistencia del aire por lo que cae más lentamente.

P.-¿Cuál es el enunciado de la Primera Ley de Newton? R.-La primera ley de Newton señala que "Todo cuerpo continua en su estado de reposo o velocidad uniforme en línea recta a menos que una fuerza neta actué sobre él y lo obligue a cambiar ese estado". Esto contrasta con lo que creyó Aristóteles, quien

pensaba que se necesitaba una fuerza continua para mantener un objeto en movimiento sobre un plano horizontal.

P.-¿Qué es Inercia?¿Por qué a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia? R.-La inercia es la tendencia que presenta un cuerpo en reposo a permanecer inmóvil, o la de un cuerpo en movimiento a tratar de no detenerse. A la primera ley de Newton se le conoce como ley de la Inercia, ya que describe con presición el comportamiento de la inercia.

P.-¿Se aplica la ley de inercia a objetos en movimiento o en reposo? R.-Obviamente, la ley de la inercia se aplica tanto a los cuerpos en movimiento como a los cuerpos en reposo. Por tanto, la ley de la inercia se aplica a todos los cuerpos de forma independiente a cual sea su estado de movimiento.

P.-La primera Ley de Newton establece que no se requiere fuerza alguna para mantener un cuerpo en movimiento. ¿Por qué, entonces, un ciclista tiene que pedalear permanentemente para continuar avanzando? R.-Sucede que en que en el caso del ciclista existe una fuerza que se opone a que la bicicleta continue moviéndose, esta es la fuerza de fricción. Entonces, el ciclista debe vencer la fuerza de rozamiento que lo va frenando progresivamente, es por ello que debe pedalear continuamente.

P.-Si un astronauta lanza una roca en un sitio del cosmos donde no hay influencia de fuerza gravitatoria o de roce a) ¿Se detendrá la roca gradualmente ¿, b)¿Se seguirá moviendo con la misma velocidad y la misma dirección? R.a)No, la roca debería describir una trayectoria en línea recta en la dirección en la cual fue lanzada sin detenerse jamás. b)La roca debería seguir moviéndose sin variar la velocidad con la que fue lanzada y en la misma dirección, según se enuncia en la primra ley de newton.

P.-Cuando un automóvil es chocado por detrás, se corre el riesgo de que sus pasajeros sufran daños en el cuello. ¿de qué forma se aplica la Ley de Newton en este caso?, ¿cuál es el papel de los apoya cabeza y cómo puede evitar esos daños?. R.-Debido a la primera ley de Newton, los cuerpos en reposo tienden a continuar en reposo. De tal manera que cuando, por la fuerza del choque, el carro sale disparado hacia adelante, sus ocupantes que estaban en reposo tienden a permanecer en reposo, por lo que sus cabezas se impulsaran hacia atrás con respecto al carro. Por eso sentimos el jalón en todo nuestro cuerpo. Debido a esta fuerza. De allí que debemos proteger la

cabeza colocándole un apoyo para que la fuerza opuesta a la del choque no induzca un movimiento sobre ésta.

P.-Expresa matemáticamente la segunda Ley de Newton y describe su significado físico R.-La segunda ley de Newton puede expresarse matemáticamente con la siguiente expresión Aceleración = Fuerza neta / Masa, es decir, a = F/m Físicamente hablando, la aceleración producida por una fuerza neta sobre un objeto es directamente proporcional a la magnitud de dicha fuerza, y en su misma dirección, e inversamente proporcional a la masa del objeto.

P.-Si una agenda electrónica tiene una masa de 100 gramos ¿Cuál es su peso en newton? R.-Si la masa del objeto es de 100 gramos, entonces expresado en kilogramos la masa del objeto será de 0,1 kilogramos. Por otro la aceleración de gravedad terrestre es de 9,81 m/s2, por tanto el peso del objeto será P=m·g. P = 0,1Kg·9,81 m/s2 = 0,981 N P = 0,981 N

P.-¿Como explica la segunda Ley de Newton el hecho de que objetos con masas distintas tarden lo mismo en caer desde una altura h? R.-Aun cuando el peso es directamente proporcional a la masa, la aceleración siempre va a permanecer constante con un valor igual a g (aceleración de gravedad). El tiempo en cada caída libre está dado por la raíz cuadrada del doble del desplazamiento vertical previamente dividido por la aceleración de gravedad. Como g (gravedad) es una constante y los cuerpos se deben dejar caer desde igual altura h, el tiempo de caída será independiente de la masa en cualquier caso.

P.-¿Cuáles fuerzas afectan la caída de un objeto? R.-Al caer un cuerpo con masa m hacia la superficie del planeta, las únicas fuerzas que podrían actuar sobre él, son la fuerza de atracción de gravedad, conocida también como la fuerza gravitacional y la fuerza de resistencia que ofrecerá el aire.

P.-¿Qué es fuerza de fricción y que la origina? R.-La fuerza de fricción es la fuerza que se opone a que un cuerpo se desplace al estar en contacto con otro. La fricción se origina en el hecho de las superficies no suelen ser perfectamente lisas, por lo que las irregularidades que existen en las superficies impedirán que las superficies se desplacen libremente entre sí. El fenómeno de la fricción está presente en la interacción de todos los medios sólidos, líquidos y gaseosos y la magnitud de la misma siempre dependerá de la naturaleza de

las superficies que se encuentran en contacto. Si las superficies están pulidas la fricción será menor que en el caso de superficies rugosas.

P.-¿Cuál es la diferencia entre fricción estática y fricción dinámica? R.-La diferencia que existe entre fricción estática y fricción dinámica, es que la fricción estática es la que impide que un cuerpo comience a moverse (la velocidad relativa entre las dos superficies es cero), y la fricción dinámica es la que existe cuando el objeto ya se encuentra en movimiento (en este caso hay movimiento relativo entre las dos superficies). ESCUELA SECUNDARIA DIURNA No. 41, 31 “Sor Juana Inés de la Cruz”, “ Mariano Miranda Fonseca” Turno vespertino, nocturno Nombre________________________________________________ Grado_____ Fecha_____________ TEMA : CAIDA LIBRE ENCIERRA EN UN CIRCULO LA LETRA QUE CORRESPONDA A LA RESPUESTA CORRECTA. 1.- Llego a demostrar que las ideas aristotélicas sobre la caída de los cuerpos estaban equivocados. a) Platón b) Galileo c) Copérnico d) Ptolomeo 2.- Es la fuerza que se opone al movimiento entre 2 superficies que están en contacto una con otra. a) fricción b) magnética c) eléctrica d) gravitación 3.- Es toda acción capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento o de movimiento de los cuerpos o de producir en ellos una deformación. a) caída libre b) aceleración c) fuerza d) inercia 4.- Es la fuerza que la Tierra ejerce sobre los cuerpos. a) masa b) peso c) fuerza eléctrica d) fuerza magnética

5.- Propiedad de la materia que presentan los cuerpos al oponerse al cambio de movimiento o de reposo a) peso b) inercia c) dureza d) maleabilidad RESUELVE LOS SIGUIENTE PROBLEMAS 6.- ¿Cuál será la aceleración de un nivel que se mueve en línea recta y aumenta su velocidad de 5 m/s en un tiempo de 5 s? 7.- ¿Una roca tiene una masa de 45 kg. ¿Cuál es su peso?

Antes de dejar caer un cuerpo desde la azotea. ¿Cómo se encuentra el cuerpo, y cual es su velocidad? Después de 2 segundos ¿que velocidad adquiere el cuerpo?

De acuerd o a la figura

contest a lo siguien te

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