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FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Las fuerzas
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FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Esquema de contenidos: FUERZA
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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos
Las fuerzas y las deformaciones
La ley de Hooke
Límite de elasticidad
Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
Equilibrio
Primer principio de la dinámica
Segundo principio de la dinámica
Tercer principio de la dinámica
Movimiento rectilíneo
Movimiento circular uniforme
Fuerza de rozamiento
Operaciones con fuerzas
Las fuerzas como causa del cambio de movimiento
Las fuerzas y el movimiento
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Para empezar, experimenta y piensa
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Fuerza de rozamiento
Tensión y peso
Si intentamos desplazar un libro
sobre otro, tenemos que aplicar una
fuerza para vencer el rozamiento entre ambas superficies.
Si entremezclamos las páginas e intentamos separa los libros…. ni los dos alumnos más
fuertes lo conseguirán.
¿En qué bote caerá la bola si la cuerda
se rompe?
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DEFINICION DE FUERZA
1. CAUSA CAPAZ DE PRODUCIR UNA DEFORMACION:
• EJ: ESTIRAR UN MUELLE
2. CAUSA QUE PRODUCE UN CAMBIO EN EL ESTADO DE MOVIMIENTO DE UN CUERPO
• EJ: FRENOSLa fuerza es una magnitud vectorial F
Su unidad en el S.I = Newton = N
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LA FUERZA ES UNA MAGNITUD VECTORIAL
F= 2 N
La dirección viene dada por la recta de acción.
La punta de la flecha define el sentido.
El valor o módulo se representa por la longitud del vector. Cuanto más largo sea, mayor es la fuerza.
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
• Algunas fuerzas reciben nombres especiales:
• Peso = fuerza gravitatoria ejercida por la Tierra P = masa(kg).9,8 m/s2 = Newton (N)
• La fuerza ejercida por cuerdas: tensión(T)
• La fuerza ejercidas por el plano en que se apoya el cuerpo: normal (N). Reciben este nombre porque se ejercen siempre perpendicularmente al plano.
• Fuerza de rozamiento = Fr paralela al plano y de sentido contrario al movimiento
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Cuerpos rígidos, elásticos y plásticos
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RÍGIDOS ELÁSTICOS PLÁSTICOS
Un cuerpo puede ser rígido, elástico o plástico dependiendo de la materia de que esté hecho y de la fuerza que apliquemos.
No se deforman por acción de una
fuerza.
Se deforman por la acción de una fuerza, pero
recuperan su forma original cuando desaparece
la fuerza.
Se deforman por la acción de una fuerza y no recuperan su forma
original cuando desaparece la fuerza, sino que quedan
deformados permanentemente.
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
La ley de Hooke
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El alargamiento de los muelles es proporcional al peso que
colguemos de ellos.
La ley de Hooke dice que cuando se aplica una fuerza a un muelle, le provoca una deformación
directamente proporcional al valor de esa fuerza.F = k ∆⋅ L
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Límite de elasticidad
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Límite de elasticidad
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Suma de fuerzas concurrentes con la misma dirección
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Fuerzas concurrentes son aquellas cuyas direcciones se cortan en algún punto.
Misma dirección y sentido
Misma dirección y sentidos opuestos
El módulo es la suma de los módulos. La dirección y el sentido el de las Fuerzas
El módulo es la diferencia de los módulos. El sentido el de la F de mayor módulo
F1 = 6 N
F2 = 5 N
R = 11 N
R = 2 NF2 = 4 N
F1 = 6 N
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Suma de fuerzas concurrentes con distinta dirección
Regla del paralelogramo
Regla del polígono
F1
→
F2
→ R→
R→
F2
→
F1
→
F2
→
F1
→
F3
→
F4
→F4
→
F2
→
F1
→
F3
→
R→
R = √ F1 +F2
perpendiculares
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Suma de fuerzas paralelas no concurrentes
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Fuerzas no concurrentes son aquellas cuyas direcciones no se cortan; es decir, son paralelas.
Misma dirección y sentido
Misma dirección y sentido contrario
▪ Dibuja las fuerzas F1 y F2 en los extremos de la barra.
▪ En el punto de aplicación de una de ellas, por ejemplo, F1, dibuja una fuerza igual a F2. En el de la otra, por ejemplo F2, dibuja una fuerza opuesta a la primera, F1.
O
F1
→
R = F1 +F2→
F2
→
F1
→
F2
→
O
R = F2 –F1
→
x
L-x
F1.x = F2(L-x)
xL
F1(L+x) = F2.x
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Equilibrio
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En la balanza romana, la pesa se desplaza hasta conseguir el equilibrio.
R→
F1
→
F2
→
E→
Un cuerpo está en equilibrio cuando no actúa ninguna fuerza sobre él, o bien cuando actúan varias fuerzas concurrentes de forma que la resultante de todas ellas es 0.
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Primer principio de la dinámica
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«Cuando la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo es cero, el cuerpo mantiene su estado de movimiento: si estaba en reposo, continúa en reposo; y si estaba en movimiento, seguirá moviéndose
con MRU».
Cuando el coche arranca, te mantienes pegado al asiento, ya que tiendes a seguir en reposo.
Cuando el coche frena, te desplazas hacia adelante, ya que tiendes a seguir en movimiento.
Primer principio de la dinámica de Newton
v1
v2
v3
v4
v5 v6
Su velocidad va aumentando. Su movimiento es acelerado.
Su velocidad va disminuyendo. Su movimiento es decelerado.
Su velocidad es constante.
Dinámica.
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Segundo principio de la dinámica
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«Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza, le provoca una aceleración de la misma dirección y sentido que la fuerza, de forma que:
; o bien F = m ⋅ a → F = m ⋅ aSi sobre el cuerpo actúa más de una fuerza, el principio se expresa así:
∑ F = m ⋅ a→
→ →
→
F/a = m
Peso
m
a→
F→
s
Si medimos el tiempo «t» que tarda el carrito en hacer un cierto recorrido «s», conoceremos
la aceleración «a» por la expresión:
s =½ at2
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Tercer principio de la dinámica
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«Cuando un cuerpo ejerce sobre otro una fuerza llamada acción, el segundo responde con una fuerza igual y de sentido contrario denominada reacción». Las fuerzas aparecen por parejas (interacción).
- P→
P→
P→
N→
Se llama fuerza normal (N) a la fuerza de reacción de un plano sobre un
cuerpo que está apoyado en él. Es una fuerza perpendicular al plano y de
sentido opuesto al del apoyo.
El peso (P) de un cuerpo es la fuerza con que la Tierra lo atrae. Cuando un cuerpo cae por acción de su propio peso, se mueve con
la aceleración de la gravedad, a = g = 9,8 m/s2. Teniendo en cuenta el principio fundamental
de la dinámica:
F = m ⋅ a → P = m ⋅ g→ → → →
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Movimiento rectilíneo
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Movimiento rectilíneo uniforme
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta:
∑F = m ⋅ a Si ∑F = 0 → 0 = m ⋅ a→→→→
Es el movimiento que tiene un cuerpo sobre el que actúan una o más fuerzas, de manera que su resultante sea constante y tenga la dirección del movimiento.
P→
P→
Px→
Py→
El plano inclinado
α
sen α = → Px = P · sen αPx
PEl peso no influye en su movimiento
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Fuerza de rozamiento
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El rozamiento es una fuerza que siempre se opone al movimiento
P→
N→
Fmotor
→Froz
→
Froz = μ · N
Dinámica. ROZAMIENTO (Flash)
FÍSICA Y QUÍMICA 4.º ESOLas fuerzas
Movimiento circular uniforme
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Los caballitos del tiovivo siguen un movimiento
circular uniforme.
Fc
→Fc
→Fc
→Fc
→ac
→ac
→
ac
→
ac
→
v→
v→
v→
v→
Aceleración normal o centrípeta
Fuerza centrípeta
ac =v2
r
Fc = mac = m v2
r= mω2r
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Enlaces de interés
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Fuerzas en un plano inclinado
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Operaciones con fuerzas
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