UNIDAD 1 Aplicación de los sistemas para la conservación de la energía

 Propósito de la unidad

Aplicar los modelos matemáticos identificando la interrelación de la producción, transferencia y conservación de energía a través del movimiento generado entre los objetos. 

1.1 Identifica la relación entre fuerza y energía cuando dos objetos interactúan para generar un cambio de estado de movimiento

Progresiones:

1. Relación entre energía y fuerzas. Cuando dos objetos interactúan, cada uno ejerce una fuerza sobre el otro que puede causar que la energía se transfiera hacia o desde el objeto. 

La fuerza está presente en muchas actividades de la vida cotidiana, como levantar objetos, empujar, tirar, conducir, andar en bicicleta, practicar deportes, entre otras. 

Ejemplos de fuerza en la vida cotidiana 

• Levantando un peso
• Empujando un refrigerador
• Subiendo y bajando escaleras
• Conduciendo un vehículo
• Andando en bicicleta
• Practicando deportes
• Arrastrando un objeto
• Frotando pisos

Fuerzas que se presentan en la vida cotidiana Fuerza de gravedad, Fuerza de roce, Fuerza magnética, Fuerza que se opone al deslizamiento

Al ejercer nuestra fuerza muscular sobre un objeto para levantarlo estamos venciendo la fuerza de gravedad. Si empujamos un cuerpo masivo con el hombro, como un refrigerador, no solo deberemos vencer la gravedad, sino también la fuerza de roce que se opone al movimiento.

Analiza las siguientes diaporitivas para familiarizar con conceptos básicos en el tema de fuerzas:

2. El movimiento de un objeto está determinado por la suma de las fuerzas que actúan sobre él; si la fuerza total sobre el objeto no es cero, su estado de movimiento cambiará. Cuanto mayor sea la masa del objeto, mayor será la fuerza requerida para lograr el mismo cambio de estado de movimiento. Para cualquier objeto dado, una fuerza mayor provoca un cambio mayor en el estado de movimiento

Movimiento de los cuerpos

Movimiento de los cuerpos

Es un cambio de posición respecto del tiempo. En mecánica el movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos de un sistema, o conjunto, en el espacio con respecto a ellos mismos o con arreglo a otro cuerpo que sirve de referencia.  Todo cuerpo en movimiento describe una trayectoria.

¿Por qué se mueven los cuerpos?

Un cuerpo que está detenido no comenzará a moverse a menos que una fuerza actúe sobre él y lo haga ponerse en movimiento. Por otra parte, si un cuerpo se está moviendo, seguirá moviéndose hasta que una fuerza haga que se detenga o cambie de dirección.

Clases de Movimiento:

Movimiento rectilíneo uniforme: Un movimiento es rectilíneo uniforme (MRU) es cuando describe una trayectoria recta y uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula. Esto implica que la velocidad media entre dos instantes cualesquiera siempre tendrá el mismo valor. Además, la velocidad instantánea y media de este movimiento coincidirán. Un tren realiza un movimiento rectilíneo, ya que avanza por una línea recta. Además, durante largos tramos mantiene la misma velocidad.

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: Es aquél en el que un cuerpo se desplaza sobre una recta con aceleración constante. Esto implica que, en cualquier intervalo de tiempo, la aceleración del cuerpo tendrá siempre el mismo valor. Por ejemplo, la caída libre de un cuerpo, con aceleración de la gravedad constante. El cohete, al despegar, pasa de estar en reposo a adquirir una enorme velocidad. Además, como la trayectoria que realiza es una línea recta, decimos que el cohete lleva un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

 

Movimiento circular: Es el que se basa en un eje de giro y radio constante: la trayectoria será una circunferencia. Si, además, la velocidad de giro es constante, se produce el movimiento circular uniforme, que es un caso particular de movimiento circular, con radio fijo y velocidad angular constante. Un ventilador, un lavarropas o los viejos tocadiscos, la rueda de un auto que viaja con velocidad constante, son otros tantos ejemplos.

Pero no debemos olvidar que también hay objetos que giran con movimiento circular variado, ya sea acelerado o decelerado.

 

Movimiento parabólico: Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un cuerpo que se mueve en un medio, que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. También es posible demostrar que puede ser analizado como la composición de dos movimientos rectilíneos, un movimiento rectilíneo uniforme horizontal y movimiento rectilíneo uniformemente acelerado vertical.  El disparo de un proyectil militar, La trayectoria de una pelota de golf, El chorro de agua de una manguera.

 

Movimiento Pendular: Es una forma de desplazamiento que presentan algunos sistemas físicos como aplicación práctica al movimiento armónico simple. A continuación, hay tres características del movimiento pendular que son: péndulo simple, péndulo de torsión y péndulo físico. Un niño columpiándose, un reloj de péndulo.

 

Analiza los siguientes videos y construye un cuadro comparativo de los tipos de movimiento