4:INTERACCIONES Y FUERZAS FUERZAS . DEFORMACIONES ,FLUIDOS

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1 4:INTERACCIONES Y FUERZAS FUERZAS . DEFORMACIONES ,FLUIDOS

2 Interacciones Se llaman interacciones a las acciones mutuas que los cuerpos ejercen unos sobre otros Para la física todos los seres vivos y no vivos interaccionan.

3 . CLASIFICACIÓN DE LAS INTERACCIONES
Responsables de todos los fenómenos físicos son esencialmente : La interacción gravitatoria La interacción electromagnética las interacciones nucleares

4 La interacción gravitatoria
Su origen se encuentra en la propiedad de la materia llamada masa y su magnitud es extremadamente pequeña. la podemos apreciar cotidianamente debido a que en nuestro entorno existen cuerpos con masas muy grandes

5 . . Su rango de alcance es extremadamente grande, aunque disminuye rápidamente con la distancia. Fenómenos como la caída de una manzana, el movimiento de un satélite alrededor de una planeta y el movimiento relativo entre las galaxias, están determinados por la interacción gravitatoria..

6 La interacción electromagnética
Se debe a la existencia de la carga eléctrica. Puede ser de atracción o de repulsión. Debido a que los átomos están formados por partículas con cargas eléctricas y a que la materia esta constituida por átomos Con base en esta interacción se pueden explicar la mayoría de las propiedades de la materia

7 . Así, los átomos son posibles porque los protones de carga positiva y los electrones de carga negativa se atraen para formar los elementos químicos,

8 . es la responsable de fenómenos a gran escala presentes en nuestra vida diaria, como la propagación de la luz, la corriente eléctrica o las señales de radio y televisión

9 . INTERACCIONES NUCLEARES
Son aquellas que aparecen únicamente en el interior del núcleo atómico, originando fuerzas de gran intensidad que actúan a distancias inferiores al diametro de los núcleos atómicos. Cuando esta distancia aumenta, las fuerzas desaparecen. Dentro de las interacciones que se llevan a cabo en el núcleo es necesario distinguir entre la interacción fuerte y interacción débil.

10 Fuerzas La interacción entre dos cuerpos A y B se traduce en dos fuerzas la que el cuerpo A ejerce sobre B y la que el cuerpo B ejerce sobre A. el concepto de fuerza sitúa a uno de los cuerpos como sujeto y al otro como objeto:A actúa sobre B y B actúa sobre A

11 . Las fuerzas que se ejercen mutuamente entre dos cuerpos pueden ser de dos tipos : A distancia:sin que haya ningún contacto directo:por ejemplo, cuando un imán atrae un metal. De contacto:los dos cuerpos están en contacto:por ejemplo cuando un forzudo levanta una pesa.

12 . ¿Cómo se representan las fuerzas?
Las fuerzas no se pueden ver, solo podemos ver sus efectos, como por ejemplo cuando estiras un muelle o cuando modelas una figura en plastilina. A las fuerzas podemos representarlas gráficamente por medios de flechas a las que se le dominan en este caso como vectores En una fuerza se distinguen cuatro aspectos : intensidad, dirección, sentido y punto de aplicación

13 . Intensidad ,módulo o magnitud es una medida cuantitativa de la fuerza. Es la cantidad de fuerza que se está aplicando sobre el receptor y se presenta por la longitud de la flecha.

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15 . Dirección :Es la línea sobre la que actúa el vectorLa dirección puede ser  vertical , horizontal, inclinada.Corresponde al ángulo formado por la línea recta que contiene al vector y a la horizontal. El sentido: se representa a través de la punta o extremo de la flecha. Puede ser: hacia la izquierda, hacia la derecha, hacia abajo o hacia arriba. Por ejemplo:Si una persona levanta un objeto con su mano desde el suelo, la dirección de la fuerza es vertical, mientras que su sentido es hacia arriba Punto de aplicación:lugar concreto del cuerpo sobre el que actúa.La fuerza se dibujará mediante un vector cuyo punto de aplicación se encuentra en el lugar del cuerpo receptor de la fuerza-

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17 . ¿Cómo se mide la intensidad de la fuerza?
Para medir la intensidad de una fuerza que se aplica a un cuerpo, se usa un instrumento llamado DINAMÓMETRO. Cuando una fuerza tira del resorte de un dinamómetro, este se estira y el indicador se desplaza sobre una escala graduada que indica el módulo de dicha fuerza. La unidad de medida de esta fuerza se denomina Newton (N), en honor al físico inglés Isaac Newton.(se define posteriormente)

18 . Las fuerzas pueden producir varios efectos en los cuerpos en que actúan, : Deformaciones: estas producen en el cuerpo receptor cambios de forma.

19 . Cambios en el estado de reposo o movimiento de los cuerpos:
•- cambio en la dirección del movimiento: por ejemplo cuando juegas  voleibol, la pelota va cambiando constantemente de dirección. •- aumento o disminución de la velocidad: cuando alguien se columpia y le pide a otra persona que le dé un empujón. •- ponerse en movimiento o detenerse: en un partido de fútbol un delantero le da un puntapié a la pelota y la pone en movimiento; el portero, por su parte, ejerce una fuerza sobre la pelota para detenerla, impidiendo el gol.

20 Suma de fuerzas Suma y resta de fuerzas: las que tienen la misma dirección y sentido, se suman, mientras que las que tienen la misma dirección pero sentido contrario se restan.

21 . Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección y en el mismo sentido, entonces la suma es la suma aritmética de ellas. Si sus valores son 40 Newton y 30 Newton, el resultado sería 70 Newton en la dirección y sentido común que tienen.

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23 . Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos distintos (una a la derecha y la otra a la izquierda, por ejemplo) entonces la suma es la diferencia entre ellas (resta), con la misma dirección pero el sentido de la fuerza mayor. Si sus valores son 40 Newton a la derecha y 30 Newton a la izquierda, entonces la suma sería 10 Newton a la derecha.

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25 . Si sumas dos fuerzas que van en la misma dirección pero sentidos opuestos y resulta que las dos fuerzas tienen el mismo valor numérico, entonces la suma de ellas dará como resultado el valor 0. En este caso se puede decir que las fuerzas se anulan.

26 . En el caso de dos fuerzas que no tengan la misma dirección ( fuerzas que forman un ángulo) se utiliza el método del paralelogramo , consiste en:

27 . . Trazar los vectores partiendo de un mismo punto de aplicación
Trazar líneas paralelas a las fuerzas, en forma punteada, obteniendo así el paralelogramo. La diagonal del paralelogramo constituye la fuerza resultante

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30 Fuerza y movimiento:las leyes de newton
La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actua ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero.Es decir ,permanece en estado de reposo).

31 . 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.

32 . La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea, 1 N = 1 Kg · 1 m/s2

33 . 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. Esto es algo que podemos comprobar a diario en numerosas ocasiones. Por ejemplo, cuando queremos dar un salto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar hacia arriba.

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35 . Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros.

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38 La ley de la gravitación universal de Newton
"Dos cuerpos, por el simple hecho de tener masa, ejercen una fuerza de atracción recíproca, directamente proporcional a las masas e inversamente proporcional a la distancia que las separa.”

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40 . La constante G la masa y la distancia
Donde m1 y m2 son las masas, G es la Constante de Gravitación Universal y r es la distancia que separa las masas. G es la constante de la Gravitación Universal de valor 6,67 10‐11 Nm2/kg2 El valor de G es muy pequeño ,por eso se necesita que la masa de uno de los dos cuerpos sea enorme para poder observar sus efectos La intensidad de la fuerza gravitatoria depende de la masa de cada uno de los cuerpos

41 Con la separación de los cuerpos la intensidad de la fuerza gravitatoria es diferente,es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia

42 . La intensidad del campo gravitatorio
La intensidad del campo gravitatorio en un punto se ha definido como la fuerza gravitatoria que actúa sobre la unidad de masa en ese punto.

43 . Un cuerpo de masa M crea a su alrededor un campo gravitatorio.
Si en este campo gravitatorio ponemos una masa m, ésta se verá atraída por la masa M con una fuerza a la que denominamos peso F=P=mg donde g es lo que denomina intensidad de campo gravitatorio Como g tiene unidades de aceleración, es la comúnmente llamada aceleración de la gravedad.

44 M m FR R

45 . En el caso de que la masa que crea el campo sea la Tierra M=masa de la Tierra y g es la aceleración de la gravedad, 9,8 m/s2 El espacio alrededor de la Tierra, en el cual existe una fuerza de atracción sobre cualquier cuerpo, se denomina campo gravitatorio terrestre. Cualquier astro crea un campo gravitatorio.

46 Peso y masa Llamamos peso a la fuerza con que los cuerpos son atraídos por la Tierra (u otro planeta) El peso de un cuerpo vale: P = m . g y se mide en newtons (N) Para la Tierra g = 10 m/s2 Para Marte g = 3,7 m/s2

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49 . ¡ATENCIÓN! Diferencia claramente entre masa y peso. La masa es una propiedad del cuerpo; el peso, depende del valor de g. Como éste es distinto para cada planeta el peso de un cuerpo, o fuerza con que es atraído, varía de un planeta a otro. Un cuerpo de 1 kg de masa tendría la misma masa aquí y en Marte, pero su peso sería de 10 N en la Tierra y de 3,7 N en Marte. Marte lo atrae más débilmente. Los conceptos de masa y peso se confunden en el lenguaje normal.

50 Deformaciones producidas por fuerzas
Deformaciones: las fuerzas producen en el cuerpo receptor cambios de forma. Estos cambios de forma pueden ser de dos tipos: • Deformaciones plásticas • Deformaciones elásticas

51 . La deformaciones plásticas se producen cuando el cuerpo receptor recibe una fuerza y modifica su forma, pero cuando la fuerza deja de actuar no vuelve a recupera la forma inicial. Por ejemplo,si tomamamos un trozo de plastilina y comenzamos a modelar, la plastilina no vuelve a recuperar la forma que tenía

52 . Las deformaciones elásticas se producen cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, le produce una deformación y cuando deja de actuar el cuerpo vuelve a su forma inicial. Por ejemplo: los muelles,las gomas. Si aplicas una fuerza sobre una goma, este cambia de forma, pero si dejas de aplicarla volverá a recuperar la forma primitiva

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54 FUERZAS EN FLUIDOS PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES
Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre los objetos situados en su seno. La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas en el Principio de Arquímedes Principio de Arquímedes Todo cuerpo sumergido en un fluido (líquido o gas), experimenta una fuerza (empuje) vertical y hacia arriba igual al peso del fluido desalojado

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56 Empuje (E) Peso (W)

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58 . Si el empuje es igual que el peso del cuerpo ,se mentiene inmerso en el agua. Si el empuje es menor que el peso del cuerpo ,se va al fondo Si el empuje es mayor que el peso del cuerpo,asciende a la superficie

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60 Transposición didáctica
Actividades sobre el desplazamiento de los objetos Las bases científicas que subyacen son las leyes de Newton (F= m·a). El niño aplica una fuerza y se produce un cambio en el estado del objeto Las acciones que los niños realizan sobre los objetos para conseguir que se muevan son:   Empujar: cuando a un objeto el niño le empuja pasa del estado de reposo al estado de movimiento. El movimiento resultante depende de diversos factores: la fuerza aplicada, la forma, la masa, el tamaño, el rozamiento.

61 . Rodar: como en el caso anterior la acción de rodar puede conseguirla aplicando más o menos fuerza, observando que la pelota se desplace más o menos.

62 . Deslizar. el niño puede hacer deslizar ciertos objetos por un plano inclinado, por un tobogán, para ver qué les pasa. Cuando ellos se deslizan por un tobogán ellos actúan como objeto de observación de sí mismos.

63 . Basadas en el pricipio de Arquímedes
Flotación: Descubrir si un objeto flota o se hunde. Modificar la forma de la plastilina y ver qué pasa. Comparar objetos que flotan con los que no flotan (piedras, barquitos...)‏

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66 . Pesar masas con la balanza
La balanza es uno de los instrumentos que no puden faltar en el aula de E Infantil.Los niños llevan al aula todos los objetos que quieren pesar:piedras ,conchas,corchos,tornillos etc.Pesan libremente y mediante preguntas se les hace reflexionar Masa del objeto y tamaño El niño piensa que siempre hay una relació directa entre tamaño y peso.Para sacarles de la idea falsa se llevan objetos grandes y ligeros como polietileno y objetos pequeños pero pesados como un mineral denso(galena)

67 .anexos .

68 ; Sus fases sólida, líquida, gaseosa y plasmática, así como su textura, su color, su trasparencia, opacidad y dureza. La formación de moléculas involucran fuerzas electromagnéticas, por lo que las propiedades químicas de la materia tienen su origen en esta interacción. Muchas ramas de la ciencia son resultado directo del estudio de las propiedades electromagnéticas de la materia.

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73 . La fuerza menor se traza en el punto de aplicación� de la fuerza mayor pero en sentido contrario.

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76 Cuando las fuerzas son paralelas, de igual magnitud y sentido contrario, este tipo de sistema es conocido como par de fuerzas, porque en �l no existe fuerza resultante, s�lo se produce giro, tal es el caso del volante de los autom�viles.

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