Integrantes:
Diana Patricia Reyes
Cynthia Ariel Ramos Montoya
Johana Alejandra Campos García
Meybelline Briseida Mejía Miranda
Arlenis Alejandra Bolaños
Luis Manuel López
Julia Andrea Portillo
Andrea Jerusalem Hernández
Stephany Elizabeth Campos
Este informe les explica detalladamente lo que son las tres Leyes de Newton, que las conocemos por: Ley de la Inercia, Ley de la Fuerza y Ley de Acción y Reacción, la definición de cada una es diferente quiere decir que no se parecen pero las tres concuerdan
Ley de Inercia: “todo lo que se mantiene en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme en que se haya hasta que actúa una fuerza que lo haga cambiar”
Ley de Fuerza: “cuando en un cuerpo actúan varias fuerzas, cada una de ellas produce una aceleración que no depende de las demás”
Ley de Acción y Reacción: “siempre que un cuerpo ejerce una fuerza (acción) el segundo ejercerá sobre el primero una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario (reacción).
Hay cuatro términos que a lo largo de este informe utilizaremos que son: Inercia: propiedad de la materia por la cual tiende a permanecer en un estado de reposo o movimiento rectilíneo uniforme. Fuerza: eficacia que tiene realizar un trabajo o esfuerzo o producir un efecto. Acción: ejercicio de una potencia. Reacción: acción que resiste o se opone a otra acción obrando en sentido contrario a ella.
Justificación
El proyecto fue seleccionado con el afán de comprender que son Las Leyes de Newton y que mediciones se ocupan en cada ley y en que benefician a la comunidad.
Los visitantes podrán conocer cual es la importancia de Las Leyes de Newton y la observación de la relación de las tres leyes en la vida cotidiana.
Objetivo General
Reconocer la importancia de Las Leyes de Newton.
Objetivos Especificos
Identificar los tipos de fuerza que posee un cuerpo
Demostrar los cambios de movimiento aplicados a un objeto.
Demostrar que la fuerza de un objeto incrementa cuando acelera.
Metas
Lograr el 100% identificando los tipos de fuerza que posee un cuerpo.
Lograr el 100% demostrando los cambios de movimiento aplicados a un objeto.
Lograr el 100% demostrando que la fuerza de un objeto incrementa cuando acelera.
Ley o principio
Ley de la Fuerza: el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la line recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Cuando en un cuerpo actúan varias fuerzas, cada una de ellas produce una aceleración que no depende de los demás
Problema
¿Al aplicar una fuerza a un cuerpo que esta en movimiento este continuara con su movimiento?
Hipotesis
Todo cuerpo que permanece en reposo o en movimiento al ser obligado por una fuerza impresa en el puede cambiar su estado.
Marco Teorico
Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los por Isaac Newton en 1687 en cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que
Constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones... La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos durante más de dos siglos.
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
v Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
v Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Su formulación matemática fue publicada su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.
No obstante, la dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no se acerquen a los 300,000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.
Primera ley de Newton o Ley de la inercia La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse En movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre él. Newton toma en cuenta, así, el que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo como esta a la fricción. En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilíneo uniforme implica que no existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma, un objeto en movimiento no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre él. En el caso de los cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta. Segunda ley de Newton o Ley de fuerza La segunda ley del movimiento de Newton dice que
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
Donde es la cantidad de movimiento y la fuerza total. Si suponemos la masa constante y nos manejamos con velocidades que no superen el 10% de la velocidad de la luz podemos reescribir la ecuación anterior siguiendo los siguientes pasos:
Sabemos que es la cantidad de movimiento, que se puede escribir mr. Donde m es la masa del cuerpo y V su velocidad. Consideramos a la masa constante y podemos escribir aplicando estas modificaciones a la ecuación anterior:
Que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuación anterior obtenemos que m es la relación que existe entre y. Es decir la relación que hay entre la fuerza aplicada al cuerpo y la aceleración obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran resistencia a cambiar su aceleración (una gran masa) se dice que tiene mucha inercia. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo.
Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.
De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido.
La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a).
Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad.
Tercera Ley de Newton o Ley de acción y reacción
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.
La tercera ley es completamente original de Newton (pues las dos primeras ya habían sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens) y hace de las leyes de la mecánica un conjunto lógico y completo. Expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza de igual intensidad y dirección, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta, siempre se presentan en pares de igual magnitud y opuestas en sentido.
Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (lo cual requeriría velocidad infinita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas puesto que estas no se propagan por el espacio de modo instantáneo sino que lo hacen a velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. Por lo demás, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, ésta permite enunciar los principios de conservación del momento lineal y del momento angular.
Impacto ambiental
v Que si no hubieran descubierto Las Leyes de Newton los humanos no supiéramos por que razón cuando vamos en el bus y este frena inesperadamente nuestro cuerpo se mantiene en movimiento hacia delante colisionando con el objeto o persona que esta adelante.
Aplicacion a las materias
Matematicas
El Sistema MKS y el "newton"
Considere la caída libre producto de la gravedad. La fuerza de gravedad es proporcional a la masa m, de manera que podemos escribir
F = mg (1)
En donde g es la aceleración de la gravedad, dirigida hacia abajo. Efectivamente, la proporcionalidad nos permite agregarle al lado derecho la constante de multiplicación correcta, pero no lo haremos por que lo que queremos hacer es definir algunas unidades de F.
Todas las fórmulas y unidades cuantitativas en física dependen de las unidades en las cuales las tres cantidades básicas son medidas--distancia, masa y tiempo. Permítanos por lo tanto escoger a partir de ahora el medir la distancia en metros, la masa en kilogramos y el tiempo en segundos. Esa convención es conocida como el sistema MKS: en tanto las fórmulas contengan solo cantidades obtenidas por este sistema, ellas serán consistentes y correctas. Pero tenga cuidado... si por error mezcla las unidades MKS con gramos o centímetros (o libras y pulgadas), puede terminar con unos resultados bastantes extraños!
v Esto, finalmente, fue como el orbitador Mars Climate --una misión espacial de US$125 millones--fue perdido el 23 de Septiembre de 1999. Cuando un pequeño cohete fue disparado para ajustar su entrada a la atmósfera de Marte, el operador, un contratista de NASA, asumió que su empuje estaba dada en unidades Inglesas. En realidad, las especificaciones de la NASA estaban dadas en unidades métricas.]
En el sistema MKS el valor efectivo de g varía desde 9.78 m/s2 en el ecuador, hasta 9.83 m/s2 en los polos, debido a la rotación de la Tierra (vea la sección #24a). La ecuación (1) no solo muestra que el peso es proporcional a la masa, sino que---asumiendo que es medido en kilogramos--- introduce una unidad de F, llamada (¡no es sorpresa!) "newton."
De acuerdo a esa ecuación, una fuerza de 1 newton actuando sobre un kilogramo de masa lo acelera en 1 m/sec2, de manera que la fuerza de gravedad sobre un kilogramo de masa es aproximadamente 9.8 newtons. Con anterioridad esto se llamaba "una fuerza de un kilogramo de peso", una unidad conveniente para aplicaciones generales, (1 kg = 9.8 newton), pero no para aplicaciones exactas, debido a la variación de g alrededor del globo.
Segunda Ley de Newton
Ahora podemos expresar en números la dependencia de la aceleración en la fuerza y la masa. Lord Kelvin, un importante científico Británico en la época de la Reina Victoria, fue citado diciendo alguna vez
v "cuando usted mide lo que está hablando y lo expresa en números, sabe algo acerca de eso, pero cuando no lo puede expresar en números, su conocimiento es pobre e insatisfactorio... "
De acuerdo a la segunda ley de Newton, la aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza F actuando sobre ella e inversamente proporcional a su masa m. Expresando F en newtons obtenemos a--para cualquier aceleración, no solamente para la caída libre--de la siguiente forma
a = F/m (2)
Debemos notar que ambas a y F no solo tienen magnitudes, sino también direcciones--ambas son cantidades vectoriales. El denotar vectores (en esta sección) mediante letras en negritas, hace que la segunda ley de Newton sea leída adecuadamente:
a = F/m (3)
Esto expresa el enunciado anterior "se acelera en la dirección de la fuerza."
Muchos libros de texto escriben
F = ma (4)
Pero la ecuación (3) es la manera en que se utiliza normalmente--F y m son las entradas, a es el resultado. El ejemplo abajo debe de esclarecer esto.
Ejemplo: el cohete V–2
El cohete militar V–2, utilizado por Alemania en 1945, pesaba aproximadamente 12 toneladas (12,000 kg) cargado con combustible y solo 3 toneladas (3,000) vacío. Su motor creaba un empuje de 240,000 N (newtons). Aproximando g a un valor de 10m/s2, ¿cuál era la aceleración del V–2 (1) al despegar, (2) justo antes de terminarse el combustible?
Solución Haga que la dirección hacia arriba sea positiva, la dirección hacia abajo negativa: utilizando esta convención, podremos trabajar con números en lugar de vectores. Al despegar, dos fuerzas actúan sobre el cohete: un empuje de +240,000 N, y el peso del cohete cargado, mg =–120,000 N (¡si el empuje fuera menor a 120,000 N, el cohete nunca se levantaría!). La fuerza total hacia arriba es por lo tanto
F = + 240,000 N – 120,000 N = +120,000 N,
Y la aceleración inicial, de acuerdo a la segunda ley de Newton, es
a = F/m = +120,000 N/12,000 kg = 10 m/s2 = 1 g
Así, el cohete comienza a elevarse con la misma aceleración que una piedra al comenzar a caer. Al irse consumiendo el combustible, la masa m decrece pero la fuerza no, así que esperamos que a se haga aún más grande. Al acabarse el combustible, mg = –30,000 N y tenemos
F = + 240,000 N – 30,000 N = +210,000 N,
Dado
a = F/m = +210,000 N/3,000 kg = 70 m/s2 = 7 g
El hecho que la aceleración se incremente al irse quemando el combustible es particularmente importante durante los vuelos espaciales tripulados, cuando la carga incluye a astronautas vivientes. Al darle al cuerpo de un astronauta una aceleración de 7 g, este experimentará una fuerza de hasta 8 veces su peso (¡la gravedad aún contribuye!), creando una tensión excesiva (3–4 g es probablemente el límite sin trajes especiales). Es difícil controlar el empuje de un cohete, pero un cohete de varias etapas puede desprender la primera etapa antes de que a se haga demasiado grande, y continuar con un motor más pequeño. De lo contrario, tal y como ocurre con el transbordador espacial y el cohete Atlas original, algunos motores de cohetes se apagan o desprenden, mientras que los otros continúan operando.
Lenguaje
Biografía de Isaac Newton
Isaac Newton; matemático, físico y astrónomo ingles, nacido en Woolsthorpe el día de navidad de 1942 y muerto en Londres el 1727, siendo enterrado en el pabellón de los hombres ilustres de la abadía de Westminster.
Se inmortalizo por el descubrimiento de las leyes de la mecánica y la gravitación universal, su explicación de la descomposición de la luz en los diferentes colores, y por sus nobles trabajos relativos al algebra y la geometría, así como la invención (de forma independiente de Lebnitz) del calculo diferencial.
Otros de sus descubrimientos o inventos importantes son:
v Telescopio reflector de Newton.
v Obtención de los anillos de Newton ( un fenómeno óptico que se produce por la refracción de la luz en materiales de grosor variable)
v Otros fenómenos ópticos como anillos de interferencia y el disco de la luz blanca.
v Tubo de vacio par demostrar de materiales.
v Etc...
Estudio en el colegio trinidad (Trinity college) de la universidad de Cambridge. Siguiendo técnicas de su maestro Barrow, familiarizándose con la geometría de Descartes y la aritmética de Wallis, descubrió el método de las tangentes y el cálculo de fluxiones directas e indirectas (nuestras actuales derivadas), así como el teorema de binomio que lleva su nombre. En 1665 comenzó a pensar sobre la teoría de la gravitación universal, cuando (según la leyenda) le cayó una manzana en su jardín de Woolsthorpe. En 1671 expuso su hipótesis de la composición de la luz blanca, completando de esta forma la explicación dada por Descartes a los fenómenos como el arco iris y la reflexión. En1675 comunico a la docta corporación su explicación de los diferentes colores de los cuerpos expuestos a la luz blanca. De la misma forma, dio a conocer la teoría de los colores producidos por la superposición de líneas finas (anillos de Newton). Fue nombrando inspector, y posteriormente director, de la Real de la Moneda, en 1696 respectivamente. Seis años más fue nombrado caballero por la reina Ana.
Sociales
Origen de la Física.
La física no es una ciencia nueva, desde épocas remotas los hombres han tratado de explicarse los fenómenos ocurridos y su mutua relación. Como referencia puede situarse el eclipse de sol. En los hombres de la antigüedad este fenómeno producía pánico, pero en la actualidad ya no ocurre lo mismo, puesto que las causas que lo generan han sido reveladas y el miedo se ha convertido en admiración ante dicho fenómeno.
En la edad medica y moderna, la física que denominada por el pensamiento de Aristóteles (384-322 A.D.C) quien sostenía que la materia es continua y compacta y que la naturaleza no acepta ningún vacio.
Medida en la Física.La medida es necesaria en muchas ciencias y especialmente en la física. Lord Kelvin (1824-1907) físico ingles, lo puso de manifiesto con las siguientes palabras: “suelo decir que cuando se puede medir aquello de que se habla y expresarlo en números se sabe algo acerca de ellos “. Esta frase resume la necesidad de las medidas en las magnitudes que intervienen en la física para llevar a un verdadero conocimiento científico de los fenómenos que estudia. Bastar para conformar la necesidad de la medición, el considerar que muchas personas distintas perciben muchas sensaciones del fenómeno para conocer de una manera real y objetiva la temperatura de que el cuerpo, mediante el numero que señala este instrumento. En general para la correcta interpretación de los fenómenos físicos se deben emplear instrumentos de medida, que sustituyan a los sentidos humanos, siempre ligados de orden personal.
Educacion en la fe
ORIGEN DE LA FISICA
“Al final todo es física ¿y después del final? Vana pregunta. Después del final no hay nada “física que es esencialmente el estudio de la materia y energía, es la base de cada campo de la ciencia y subyace en todos los fenómenos. Es el equivalente actual de lo que antes solía llamarse filósofo natural, que dio origen mucho antes de la ciencia de nuestros días.
Es evidente que antes que el hombre conociere a la fisca como lo que hoy conocemos existían explicaciones religiosas en la llamada nueva física con las teoría de la relatividad, la mecánica cuántica y lo fenómenos cosmológicos, algunos de los cuales, como Steplen Harwking obvian la existencia de un creador.
Hasta ahora lo que hemos avanzado en el conocimiento analítico de todo lo que nos rodea, sigue dejando una interpretación religiosa para el mundo tangible ya que es de tanta perfección que le hombre no puede dar una explicación razonable para la existencia del universo (por el momento).
La Prehistoria
El hombre prehistórico práctico el conocimiento empírico de la naturaleza se vio obligado a actuar conforme a su entorno, de manera hostil y de modo precario, esto lo llevo a un conocimiento y descubrimiento práctico al que le tomaría cientos de años comprenderlos de una manera científica.
El fuego aplicado a las sociedades nómadas fue el principio de la integración.
La revolución agrícola, hace 7000 años, modifico las conductas nómadas y genero el diseño de utensilios y a su vez produjo una cierta uniformidad en las medidas de las cosas.
Sin duda un bosquejo de ciencias (sin olvidar que a física es la base) se inicio en Grecia con os primeros grandes pensadores griegos, tendentes a explicar racionalmente los hechos abandonados en lo posible creencias en sus argumentos, pretendieron alejar a los dioses de los fenómenos naturales y solo requeridos en explicaciones dificultosas. A los griegos se les atribuyen la invención de la filosofía natural.
Nuestro grupo estuvo investigando que podríamos hacer de proyecto y todos estuvimos de acuerdo en hacer como una pequeña montaña rusa conectada a una maqueta con dominós que golpean unas chibolas y esas chibolas golpeaban los dominós
Aquí se puede observar como pretendemos hacer la montaña rusa y en vez del material plástico ya fabricado lo hiciéramos con hierro soldado o con una larga caja de alambres de electricidad y también se ocuparía un carro. Con una altura de aproximadamente 50 centímetros y se conectaría a la maqueta que el carro golpearía a unos dominós y esos dominós golpearían a la chibola que esta allí y sucesivamente para terminar.
BIBLIOGRAFIA
GLOSARIO
Bosquejo: Traza primera y no definitiva de una obra pictórica, y en general de cualquier producción del ingenio.
Cuántica: perteneciente o relativo a la mecánica cuántica o a los fenómenos por ella descritos.
Hostil: contrario o enemigo.
Inercia. Propiedad de la materia que hace que ésta se resista a cualquier cambio en su movimiento, ya sea de dirección o de velocidad. Esta propiedad se describe con precisión en la primera ley del movimiento del científico británico Isaac Newton.
Ley: término que posee una gama plural de significados, como lo demuestra su frecuente uso en las ciencias experimentales (ley de la gravedad, leyes químicas, entre otros ejemplos) y en tantos otros órdenes (leyes religiosas o morales, leyes económicas) para designar toda norma o regla a la que deben someterse o ajustarse los hechos de que trata su objeto.
Newton: Unidad de fuerza del Sistema Internacional, equivalente a la fuerza que, aplicada a un cuerpo cuya masa es de un kilogramo, le comunica una aceleración de un metro por segundo cada segundo.
Nómada: Que va de un lugar a otro sin establecer una residencia.
Bosquejo: Traza primera y no definitiva de una obra pictórica, y en ge
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