CURSO : FISICA

DOCENTE : FLORES ROSSO Francisco

ALUMNA : SENOZAIN CAPCHA Cynthia

MAGUIÑA CHINCHAY, Beatriz

TEMA : Aceleración ascendente y descendente

INTRODUCCION

La masa y el peso son diferentes propiedades, que se definen en el ámbito de la física. La masa es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo mientras que el peso es una medida de la fuerza que es causada sobre el cuerpo por el campo gravitatorio.

Por lo tanto la masa de un objeto no cambiará de valor sea cual sea la ubicación que tenga sobre la superficie de la Tierra (suponiendo que el objeto no está viajando a velocidades relativistas con respecto al observador) , mientras que si el objeto se desplaza del ecuador al Polo Norte, su peso aumentará aproximadamente 0,5% a causa del aumento del campo gravitatorio terrestre en el Polo. En forma análoga, en el caso de astronautas que se encuentran en condiciones de microgravedad, no es preciso realizar ningún esfuerzo para levantar objetos del piso del compartimento espacial; los mismos “no pesan nada”. Sin embargo, dado que los objetos en microgravedad todavía poseen su masa e inercia, un astronauta debe ejercer una fuerza diez veces más grande para acelerar un objeto de 10 kilogramos a la misma tasa de cambio de velocidad que la fuerza necesaria para acelerar un objeto de 1 kilogramo.

En la Tierra, una simple hamaca puede servir para ilustrar las relaciones entre fuerza, masa y aceleración en un experimento que no es influido en forma apreciable por el peso (fuerza vertical descendente). Si nos paramos detrás de un adulto grande que este sentado y detenido en la hamaca y le damos un fuerte empujón, el adulto se acelerará en forma relativamente lenta y la hamaca solo se desplazará una distancia reducida hacia adelante antes de comenzar a moverse en dirección para atrás. Si ejercieramos la misma fuerza sobre un niño pequeño que estuviera sentado en la hamaca se produciría una aceleración mucho mayor, ya que la masa del niño es mucho menor que la masa del adulto.

Las alumnas.

ACELERACION ASCENDENTE Y DESCENDENTE DE UNA PERSONA

I. OBJETIVOS La determinación de la aceleración ascendente y descendente de una persona.

II. MATERIALES BALANZA

Las balanzas son utilizadas para realizar mediciones  de masa cuyo grado de calibración depende de la precisión del instrumento. 

MASA CORPORAL DE UN CUERPOLa masa corporal, está vinculada a la cantidad de materia presente en un cuerpo humano. El concepto está asociado al Índice de Masa Corporal (IMC), que consiste en asociar el peso y la altura de la persona para descubrir si dicha relación es saludable.

III. MARCO TEORICO LAS LEYES DE NEWTON

PRIMERA LEY DE NEWTON

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 actúa 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.

LA SEGUNDA LEY DE NEWTON

La Primera ley de Newton nos 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 actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo

LA TERCERA LEY DE NEWTON

Tal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton 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 tambien 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 actuan sobre cuerpos distintos.

IV. PROCEDIMIENTOPara poder hallar su aceleración de una persona, debemos tener

la masa corporal de la persona.

Para lo cual debemos de seguir los siguientes pasos:

a. Medir la masa normal de una persona con la balanza correspondiente..

b. Medir la reacción de la balanza, esa masa es igual a la masa de la persona cuando se impulsa (se pone de puntitas).

c. Medir la masa de la persona cuando es ascendente.d. Teniendo estos datos calculamos la aceleración ascendente y

descendente de la persona.

ACELERACION ASCENDENTE DE LA PERSONA

Datos:

Masa de la persona: m = 52.5 Kg Masa de la persona cuando se impulsa: mi = 57 Kg

Aceleración de la gravedad: g = 9.8m/

Cálculos:

Hallamos el peso de la persona: w = m*g = 52.5*9.8 = 516.5 N hallamos la reacción de la balanza: Rb = mi*g = 57*9.8 = 558.6N realizamos su diagrama de cuerpo libre: por la segunda ley de newton tenemos la siguiente ecuación:

Rb – w = m*a 558.6 N – 516.5 = 57*a, despejando la aceleración (a):

Hallando la aceleración ascendente:

ACELERACION DESCENDENtE DE LA PERSONA

Datos:

Masa de la persona: m = 52.5 Kg Masa de la persona cuando acende: ma = 42 Kg

Aceleración de la gravedad: g = 9.8m/

Cálculos:

Hallamos el peso de la persona: w = m*g = 52.5*9.8 = 514.5 N hallamos la reacción de la balanza: Rb = ma*g = 42*9.8 = 411.6N realizamos su diagrama de cuerpo libre: por la segunda ley de newton tenemos la siguiente ecuación:

w –Rb = m*a 514.5 N – 411.6N = 52.5*a, despejando la aceleración (a):

Por ende la aceleración ascendente es de:

V. CUESTIONARIO1. ¿En el primer caso la aceleración podría ser 2g?

De la ecuación del primer caso, si la a= 2g, entonces se tiene:

Entonces se deduce q la aceleración es 3W = tres veces el peso de la persona.

2. ¿En el segundo caso Rb podría ser 0?

De la ecuación del segundo caso, si el R = 0, entonces se deduce:

Por lo tanto, si la reacción de la balanzaes igual a cero,se deduce que la gravedad y la aceleración tienen que ser iguales.

a =g

3. ¿Cómo sería la aceleración en la luna?

La aceleración ascendente seria:Por Teoria la gravedad en la luna es:

93.1 - 85.75 = a52.5

La aceleración descendente seria:

85.75 – 68.6 = a*52.5

4. ¿Qué otro método se utilizaría para calcular la aceleración de una persona?

Se puede hallar por cinemática, teniendo el tiempo de subida o bajada, cuando una persona salta hacia arriba o hacia debajo de una altura determinada, se obtendría la aceleración ascendente o descendente, haciendo el calculo bajo esta ecuacion:

VI. CONCLUSIONES:

Con este experimento se logró el objetivo, y saber cuándo

tenemos una aceleración ascendente y una descendente.

Tambien nos dimos cuenta que jamas cambia la masa

siempre sigue siendo la misma.

BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_versus_peso

http://www.fie.umich.mx/file.php/1/secretaria_academica/Cap7.pdf

https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton

Pickover, Clifford A., De Arquímedes a Hawking. Las leyes de la ciencia

y sus descubridores, Crítica, Barcelona, 2009. ISBN 978-84-9892-003-1

Serway, R. A.; Faughn, J. S. y Moses, C. J. (2005). Física. Cengage

Learning Editores. ISBN 970-686-377-X.

Burbano de Ercilla, Santiago (2003). Física general. Editorial Tebar.

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