lunes, 17 de noviembre de 2014

Las Tres Leyes de Newton

COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA

FISICA I

TITULO DE LA PRACTICA:
“LEYES DE NEWTON”


PRACTICA: 5

INTEGRANTES:

* Alberto Avendaño Pérez
* Eben Ezer Bravo Lopez
*Paola Xiadani Flores Becerra
*Amairani Paola Marron Lara
*Carlos Daniel Tehuintle Chávez
*Angel Hidai Pérez de los Santos



NOMBRE DEL CATEDRATICO Y ASESOR:
Martha Patricia Osorio Osorno



Orizaba; Ver a 17 de noviembre del 2014

Material biológico y no biológico
* Una pistola de juguete
*Apuntes e investigaciones antes realizadas


Objetivo:
Que los alumnos pongan en práctica y puedan interactuar entre sí, para poder comprender;
La ley de la Inercia, Ley de Proporcionalidad y Ley de acción y reacción, mejor conocidas como las 3 Leyes de Newton. Así mismo tendrán que investigar los antecedentes de cada una de ellas y aplicar las formulas mediante unos ejercicios sencillos.


Técnica:
Los alumnos se integraran en unos nuevos equipos, así mismo tendrán que realizar y analizar unos problemas dados por la maestra, por consiguiente la maestra sacara una pistola de juguete y debemos ver en donde es aplicada la fuerza de acción y reacción en ella.

Antecedentes o generalidades:
Leyes de Newton
Todo cuerpo permanece en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otros cuerpos actúen sobre él.
La fuerza que actua sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.
Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual y de sentido opuesto.

1.     Ley de la Inercia
La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercía, 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).
Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actua ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial.


2.     Ley de la proporcionalidad
La Primera ley de Newton dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
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. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:
F = m a
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
La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
p = m · v
La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que actua sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,
F = dp/dt
De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:
F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v
Como la masa es constante
dm/dt = 0
y recordando la definición de aceleración, nos queda
F = m a
tal y como habiamos visto anteriormente.
Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:
0 = dp/dt
es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actua sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.

3.     Ley de Accion y Reaccion
Las fuerzas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros.
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.
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.
Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre si, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.

Resultados y Observaciones con fotografías
Primera ley o Ley de la Inercia



Todo cuerpo se mantiene en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por una fuerzas distinta de él.


Segunda ley o Ley de la Fuerza



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.


Tercera ley o Ley de Acción y Reacción.



Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: quiere decir que las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.





Conclusiones:
Para finalizar se podría decir que la Primera ley hace referencia al principio de la relatividad y asigna el nombre de fuerza al proceso que causa un cambio en la velocidad de un cuerpo. La Segunda Ley define a la masa como la propiedad mecánica esencial de un objeto y describe la relación precisa entre la fuerza neta, la masa y la aceleración. La tercera Ley subraya que la fuerza ocurre cuando interaccionan pares de objeto, las dos fuerzas de cada par son del mismo tipo, tienen igual magnitud, dirección opuesta y actúan sobre distintos integrantes de un mismo par de objetos.



Bibliografía
* http://experimentofisicaescolar.blogspot.mx/2013/08/las-tres-leyes-de-newton.html?m=1
*http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html

miércoles, 12 de noviembre de 2014

MCU Y MCUA



Colegio preparatorio de Orizaba

Física

Practica: 4

Nombre: MCUA

Integrantes:
©      Alberto Avendaño  Perez
©      EbenEzer bravo López
©      Paola Xiadani Flores Becerra
©      Amairani Paola Marrón Lara
©      Ángel Hidai Perez de los Santos
©      Carlos Daniel Tehuintle Chavez


Profesor: Martha patricia Osorio Osorno
Orizaba ver 5 de noviembre de 2014

Materiales:
Ø  Cronometro
Ø  Robot
Ø  Calculadora

Objetivo:
Poder demostrar el movimiento circular uniformemente acelerado a través de un robot. Así mismo los alumnos comprenderán ¿qué es el mcu y mcua? De tal forma se pondrán en práctica las formulas de los temas antes mencionados.

Tecnica: El grupo se pondrá en sus respectivos equipos, solo que en esta ocasión se juntaran dos equipos, la maestra tendrá que repartir un robot por cada dos equipos, en lo que unos toman fotos, otros estarán contando la frecuencia y periodos que este marcara durante un tiempo, una vez finalizado esto los equipos tendrán mucho trabajo para poder sacar la frecuencia, velocidad angular, aceleración media y su desplazamiento.



Antecedentes o generalidades:
El Movimiento Circular Uniforme es aquel en el que el móvil se desplaza en una trayectoria circular (una circunferencia o un arco de la misma) a una velocidad constante. Se consideran dos velocidades, la rapidez del desplazamiento del móvil y la rapidez con que varía el ángulo en el giro.

Velocidad angular en movimiento circular uniforme

La velocidad angular es la rapidez con la que varía el ángulo en el tiempo y se mide en radianes / segundos.
(2 
π [radianes] = 360°)


Por lo tanto si el ángulo es de 360 grados (una vuelta) y se realiza por ejemplo en un segundo, la velocidad angular es: 2 
π [rad / s]. 

Si se dan dos vueltas en 1 segundo la velocidad angular es 4 
π [rad / s].

Si se da media vuelta en 2 segundos es 1/2 
π [rad / s].

La velocidad angular se calcula como la variación del ángulo sobre la variación del tiempo.


Considerando que la frecuencia es la cantidad de vueltas sobre el tiempo, la velocidad angular también se puede expresar como:

En MCU la velocidad angular es constante.

Frecuencia y período

Frecuencia

La frecuencia mide la cantidad de vueltas que se dan en un período de tiempo (normalmente un segundo). La unidad más común es el Hertz. Un Hertz equivale a una vuelta en un segundo (1 / s).


Período

El período mide el tiempo que se tarde en dar una vuelta completa y se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia. 

T= 1/F         F= 1/T

El movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA) se presenta cuando una partícula o cuerpo sólido describe una trayectoria circular aumentando o disminuyendo la velocidad de forma constante en cada unidad de tiempo. Es decir, la partícula se mueve con aceleración constante.
Movimiento circular en el que la aceleración angular y la aceleración tangencial es siempre constante y distinta de 0. Como existe aceleración tangencial, el vector velocidad cambia con el tiempo.

Observaciones:
Los robots tenia movimiento en brazos y piernas que se movían como un péndulo y en el centro tenía un engrane con movimiento circular









Datos
Formula
Sustitución
Resultado
t= 9.6
frecuencia
t=1/t

    

1.04 ciclos /s
f=10c/s
W=ϑ/T
W=2∏/9.6
0.6541
P


0.96

Velocidad final:


0.65 s
Velocidad inicial


0.96 s
Velocidad angular
µ=

(2∏)(F)
(2∏)(1.04)
6.53 rad/s
Aceleración media
Wf-wo/T
1.04-0.65/9.6
0.04 rad/s2




Conclusión:
El movimiento circular uniformente acelerado hace que la aceleración sea constante pudimos encontrar la aceleración angular, el tiempo, la frecuencia observando y sacando datos del robot que teníamos. Pudimos ver la desaceleración al ir pasando el tiempo se disminuyó la velocidad. Ya que teníamos la velocidad, frecuencia y periodo se pudo concluir los resultados obtenidos.\

Bibliografía:
http://www.fisicapractica.com/mcu.php

martes, 4 de noviembre de 2014

TIRO PARABOLICO


COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA


Parcial: 2
Práctica: 3

TITULO: TIRO PARABOLICO

INTEGRANTES
AVENDAÑO PÉREZ ALBERTO
EBEN EZER BRAVO LOPEZ
FLORES BECERRA PAOLA XIADANI
MARRON LARA AMAIRANI PAOLA
PEREZ DE LOS SANTOS ANGEL HIDAI
TEHUINTLE CHAVEZ CARLOS DANIEL

NOMBRE DEL CATEDRATICO Y ASESOR:
MARTHA PATRICIA OSORIO OSORNO



ORIZABA, VER A 3 DE NOVIEMBRE DEL 2014


MATERIAL NO BIOLOGICO:
1.     Flexómetro
2.     Arco
3.     Flechas
4.     Cronometro


OBJETIVO:
Que los alumnos empleen sus conocimientos acerca del tiro parabólico a través de una práctica y así reforzar el aprendizaje. Además de obtener los resultados necesarios aplicando las fórmulas que la profesora nos dio.


TÉCNICA:
Para ésta práctica un alumno tomará el arco y se colocara en posición para lanzar la flecha a determinado ángulo, así nos daremos cuenta la diferencia entre cada uno, el alumno lanzara la flecha y se tomaran medidas desde el lugar de lanzamiento hasta el lugar donde cayó, posteriormente se aplicaran las fórmulas para obtener resultados.


ANTECEDENTES Y GENERALIDADES:


Galileo Galilei estudio y dedujo ecuaciones del tiro de proyectiles.

El movimiento parabólico es resultante de dos, movimiento rectilíneo uniforme y movimiento vertical.Realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme.






El tiro parabólico es de dos clases: a) tiro horizontal y, b) tiro oblicuo
Tiro Horizontal
Se caracteriza por la trayectoria curva que sigue un cuerpo al ser lanzado horizontalmente al vació el resultado de dos movimientos independientes: un movimiento horizontal con velocidad constante y un movimiento vertical que se inicia con una velocidad 0 y va aumentando, en proporción de otro cuerpo que se dejara caer del mismo punto en el mismo instante
Tiro oblicuo
Se caracteriza por la trayectoria que sigue un cuerpo, cuando es lanzado a una velocidad inicial que forma un ángulo 𝜃 con el eje horizontal.
-         El tiro parabólico tiene las siguientes características:
·         Conociendo la velocidad de salida (inicial), el ángulo de inclinación inicial y la diferencia de alturas (entre salida y llegada) se conocerá toda la trayectoria.
·         Los ángulos de salida y llegada son iguales.
·         La mayor distancia cubierta o alcance se logra con ángulos de salida de 45º.
·         Para lograr la mayor distancia fijado el ángulo el factor más importante es la velocidad.
·         Se puede analizar el movimiento en vertical independientemente del horizontal.


OBSERVACIONES CON FOTOGRAFIAS:









RESULTADOS:





Angulo
30 °
50 °
70 °
Velocidad inicial
5.95 m/s
5.17 m/s
2.91 m/s
Tiempo en aire
.84 s
.87 s
1.20 s
Dis. Horizontal
5.5 m
4.5 m
3.5 m
VoV
3.25 m/s
3.9 m/s
2.7 m/s
VoH
5.6 m/s
3.2 m/s
.99 m/s
H máxima
.53m
.77m
.37m

Formula en velocidad inicial
Distancia/Tiempo

Fórmula para VoV
C.O.= Sen(x)(Hip)

Formula de VoH
C.A.= Cos (x)(Hip)

Formula de altura máxima
Hmax= VoV 2/2g

CONCLUSIÓN:
La trayectoria curva de un proyectil es una combinación de sus movimientos horizontal y vertical. 
La trayectoria de un proyectil que acelera sólo en dirección vertical y que al mismo tiempo se mueve en dirección horizontal con velocidad constante es unaparábola. 
Debemos considerar a un tiro parabólico, como el resultado de combinar dos movimientos, uno horizontal y el otro vertical que se presentan simultáneamente.

BIBLIOGRAFÍA:



*FISICA GENERAL
HECTOR PEREZ MONTIEL
PUBLICACIONES CULTURAL

*FISICA Conceptos y Aplicaciones
TIPPENS

Mc Graw Hill