Dra. Dorcas I. Torres MSP21 – Fase IV “La vida a 2 g” Dra. Dorcas I. Torres MSP21 – Fase IV Image Credit: NASA

Bosquejo del Taller Leyes de Newton y causas del movimiento Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Bosquejo del Taller Leyes de Newton y causas del movimiento Masa, peso e ingravidez Caída Libre Movimiento circular y fuerza centrípeta Ley de Gravitación Universal – Sistema Solar y Galaxias Investigación espacial ¿Cómo sería la vida a 2g? y Centro de gravedad

El concepto de Fuerza Fuerza es un empuje o tirón que intenta cambiar la posición de un objeto. Fuerza es una interacción entre dos objetos o entre el objeto y su medioambiente. Fuerza es una cantidad vectorial

Leyes de Newton Primera Ley de Newton “Todo cuerpo se mantendrá en reposo, o en movimiento con velocidad constante, a menos que una fuerza neta externa actúe sobre él” Se conoce también como la ley de inercia EI.F.CF2.IE.1

Rapidez versus Velocidad La rapidez me indica cuán de prisa se mueve un objeto; mientras que la velocidad me indica cuán rápido se mueve y en qué dirección.

Fuerza Neta La fuerza neta sobre un objeto es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre el objeto. La unidad SI de fuerza es Newton (N). Fuerzas Individuales Fuerza Neta 10 N 4 N 6 N

Masa e Inercia Inercia es la tendencia natural de un objeto a permanecer en reposo o en movimiento con velocidad constante. La inercia es la resistencia al cambio que tiene un objeto. La masa de un objeto es una medida de la cantidad de inercia. Unidad de Masa: kilogram (kg)

Dirección y Sentido ¿Por dónde es que es?

¿Qué causa que un objeto se mueva?

𝐹 𝑛 =𝑚 𝑎 Leyes de Newton Segunda Ley de Newton “La aceleración que experimenta un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta e inversamente proporcional a su masa” 𝐹 𝑛 =𝑚 𝑎 EI.F.CF2.IE.1

Velocidad versus Aceleración La aceleración me indica cuánto cambia la velocidad del objeto con respecto al tiempo; mientras que la velocidad me indica cuánto cambia su posición con respecto al tiempo.

La niña lanza una esfera de 0. 30 kg de masa horizontalmente La niña lanza una esfera de 0.30 kg de masa horizontalmente. Mientras la esfera está en contacto con la mano, la niña le logra impartir una aceleración uniforme de 30 m/s2 (Asuma que el movimiento es horizontal) ¿Cuánto es la magnitud y dirección de la fuerza que hizo la niña sobre la esfera? EI.F.CF2.IE.1

Leyes de Newton Tercera Ley de Newton “Para cada acción existe una reacción igual en magnitud pero opuesta en dirección” “Si un cuerpo A ejerce fuerza sobre otro cuerpo B, el cuerpo B en reacción ejercerá fuerza sobre A igual en magnitud pero opuesta en dirección” EI.F.CF2.IE.1

“Las fuerzas acción-reacción nunca actúan en el mismo cuerpo”

¡Juguemos!

Tipos de Fuerza Fuerza Normal Fuerzas que ejercen las superficies (suelo y paredes) sobre los objetos.

Tipos de Fuerza Fuerza de Tensión – Fuerza que ejercen cables, cadenas, sogas, ect.

La masa es un escalar mientras que el peso es un vector Tipos de Fuerza Peso – Fuerza que ejerce el planeta sobre el objeto. La masa es un escalar mientras que el peso es un vector   EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

¿Cuánto pesarías en la Luna? g = 9.80 m/s2 g = 1.62 m/s2 ¿Cuánto pesarías en la Luna? EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

g Caída Libre Caída Libre Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Caída Libre Caída Libre Movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. g EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

¡Todos los objetos caen verticalmente con la misma aceleración! Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Caída Libre La Tierra ejerce una fuerza de atracción sobre todo objeto que tenga masa, conocida como Fuerza de Gravedad. ¡Todos los objetos caen verticalmente con la misma aceleración! EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Caída Libre EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1 Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Caída Libre EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ingravidez NASA astronaut Kjell Lindgren corrals the supply of fresh fruit that arrived August 25, 2015 on the Kounotori 5 H-II Transfer Vehicle (HTV-5.)  Visiting cargo ships often carry a small cache of fresh food for crew members aboard the International Space Station.  Image Credit: NASA

La sessación de “peso aparente” proviene del soporte que sentimos Ingravidez Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Cuando un cuerpo no siente la atracción de la gravedad debido a que esta lejos de cualquier cuerpo celeste capaz de ejercerla. Cuando no hay una fuerza que soporte o sostenga el cuerpo. Representa la sensación de experimentar un “peso aparente” de cero. La sessación de “peso aparente” proviene del soporte que sentimos

Ingravidez Flotando en el agua Caída Libre Image Credit: NASA/ESA/Samantha Cristoforetti Flotando en el agua Zero - G Caída Libre Fuerza que se oponga al peso

Movimiento Circular Uniforme Movimiento en un círculo con rapidez constante Aceleración Centrípeta 𝑎 𝑐 = 𝑣 2 𝑟 ¡Siempre apunta hacia el centro del círculo!

Movimiento Circular Uniforme

¡Exploremos!

¡Apliquemos las Leyes de Newton! Movimiento Circular Uniforme ¡Apliquemos las Leyes de Newton! EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

“La masa atrae a la masa” Ley de Gravitación Universal “La masa atrae a la masa” G=6.67384 x 10-11 Nm2kg-2 EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ley de Gravitación Universal EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ley de Gravitación Universal Gravedad 𝑚𝑔=𝐺 𝑀 𝑇 𝑚 𝑅 2 𝑔=𝐺 𝑀 𝑇 𝑅 2 EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ley de Gravitación Universal EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ley de Gravitación Universal EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

Ley de Gravitación Universal EI.F.CF2.IE.1 EI.F.CF2.IE.3 EI.T.CT1.IE.1

El Universo es como un Reloj

Investigación Espacial EI.T.CT3.IE.3

¿Qué pasaría si la gravedad se duplica?

Efectos en el Cuerpo humano por ingravidez Mareo y vómito Por alguna razón son frecuentes las crisis de vómito, se relacionan con el efecto de la disminución de gravedad sobre el sistema vestibular del oído o el sistema digestivo. Redistribución de fluidos en el cuerpo humano Desplazamiento de líquidos hacia la parte superior del cuerpo. Los líquidos se desplazan hacia el tórax y la cabeza originando hinchazón y con sensación de pulsaciones en el cuello, obstrucción nasal y adelgazamiento de las extremidades inferiores y de la cintura.

Efectos en el Cuerpo humano por ingravidez Aumento de la altura y dolores de espalda Los huesos de la columna vertebral se separan ligeramente, haciendo que los astronautas ganen unos centímetros de altura. Pérdida de masa muscular y ósea (osteoporosis) Se pierde masa muscular y ósea con el tiempo. En los primeros viajes de larga duración se llegó a dar el caso de astronautas que no podian ni andar al volver a la tierra

La Vida a 2g Para el ser humano Los objetos pesarían el doble Aumento de masa muscular Aumento de la presión y la calcificación de los huesos Aumento del tamaño del corazón Poco a poco la gente sería bás bajita, más fuerte, con discos intraarticulares preparados para el peso y la fuerza nueva que tiene que soportar.

Centro de Gravedad El centro de gravedad (C.G.) es el punto de aplicación de la resultante de todas las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas masas de un cuerpo. “En todo cuerpo, por irregular que sea, existe un punto en el que se puede considerer que todo el peso esta concentrado en él.”

Centro de Gravedad La posición del centro de gravedad de un objeto depende de la forma Si la figura es regular, se encuentra en su centro geométrico La posición del centro de gravedad también depende de la distribución de masas en él

Centro de Gravedad La escultura 'Luna', de Cornelis Zitman. Venezuela Escultura: Planet, de Marc Quinn. Jardines de Chatsworth (Reino Unido).

Prof. Edgar Lopategui Corsino UIPR-Recinto Metro

Segmento del cuerpo % peso del segmento Valor de X Producto (X)(%) Valor de Y Producto (Y)(%) Cabeza y cuello 0.079 18 1.42 156 12.3 Torso 0.511 20 10.2 119 60.8 Brazo superior derecho 0.027 127.5 3.4 Brazo inferior derecho 0.016 100 1.6 Mano derecha 0.006 76 0.46 Brazo superior izquierdo 48 1.3 126.5 Brazo inferior izquierdo 0.77 99 Mano izquierda 46.5 0.28 74 0.44 Muslo derecho 0.097 10 0.97 7.4 Pierna inferior derecha 0.045 9 0.41 34 1.5 Pie derecho 0.014 15 0.21 8 0.11 Muslo izquierdo 40 3.9 75.5 7.3 Pierna inferior izquierda 37 1.7 35 Pie izquierdo 33 7 0.098 Total de los productos 21.6 102.0 Prof. Edgar Lopategui Corsino UIPR-Recinto Metro

¿Y cómo serán los extraterrestres? ¡Gracias por su atención!