Serie Ciencias Naturales 7 Newton

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Newton y las leyes del movimiento

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Serie Ciencias Naturales 7 Newton

  1. 1. Serie_Ciencias Naturales_7 Las grandes ideas de la Ciencia Newton y la Inercia
  2. 3. Tierra y cielo <ul><li>Para Aristóteles el universo se componía de dos partes: la tierra y el cielo. </li></ul>
  3. 4. Tierra y cielo <ul><li>Y la tierra y el cielo se comportaban de manera completamente diferente. </li></ul>
  4. 5. Tierra y cielo <ul><li>En la tierra todo cambia o se desintegra: </li></ul><ul><li>Los hombres envejecen y mueren, los edificios se deterioran y derrumban, el mar se encrespa y luego se calma, el fuego prende y luego se apaga, la Tierra tiembla con los terremotos. </li></ul>
  5. 6. Tierra y cielo <ul><li>En el cielo existe la serenidad y la inmutabilidad: </li></ul><ul><li>El Sol sale y se oculta puntualmente, la luz del Sol jamás sube ni baja de brillo, la Luna atraviesa sus fases de manera regular, y las estrellas brillan sin cansarse. </li></ul>
  6. 7. Tierra y cielo <ul><li>Para Aristóteles las dos partes del Universo funcionaban con reglas o «leyes naturales» distintas. Una ley natural para las cosas de la Tierra y otra ley natural para las cosas del cielo. </li></ul>
  7. 8. Tierra y cielo <ul><li>Cuando Aristóteles pensaba en el movimiento se dio cuenta que estas leyes naturales eran evidentes. </li></ul>
  8. 9. Tierra y cielo <ul><li>Una piedra soltada en el aire caía derecha hacia abajo. </li></ul>
  9. 10. Tierra y cielo <ul><li>En un día sin viento, el humo subía hacia arriba. </li></ul>
  10. 11. Tierra y cielo <ul><li>En la Tierra todos los movimientos parecían avanzar o hacia arriba o hacia abajo. </li></ul>
  11. 12. Tierra y cielo <ul><li>Pero todo lo contrario sucedía en el cielo. </li></ul>
  12. 13. Tierra y cielo <ul><li>El Sol no caía hacia la Tierra ni se alejaba de ella. </li></ul>
  13. 14. Tierra y cielo <ul><li>La Luna no caía hacia la Tierra ni se alejaba de ella. </li></ul>
  14. 15. Tierra y cielo <ul><li>Las estrellas no caían hacia la Tierra ni se alejaban de ella. </li></ul>
  15. 16. Tierra y cielo <ul><li>Aristóteles creía que el Sol, la Luna y las estrellas se movían en círculos suaves y uniformes alrededor de nuestro planeta. </li></ul>
  16. 18. En la Tierra <ul><li>Había otra diferencia. En la Tierra los objetos en movimiento terminaban por detenerse. </li></ul>
  17. 19. En la Tierra <ul><li>La piedra caía al suelo y se detenía. </li></ul>
  18. 20. En la Tierra <ul><li>Una pelota podía botar varias veces, pero muy pronto quedaba en reposo. </li></ul>
  19. 21. En la Tierra <ul><li>Este carrito caerá por el plano inclinado y luego se detendrá. </li></ul>
  20. 22. En la Tierra <ul><li>Y hasta este caballo al galope acababa por cansarse y pararse. </li></ul>
  21. 23. En la Tierra <ul><li>En la Tierra, por lo tanto, cualquier objeto en movimiento regresa al estado natural del reposo. </li></ul>
  22. 24. En la cielo <ul><li>En el cielo, por el contrario, la Luna, el Sol y las estrellas jamás se detenían y se movían siempre con la misma rapidez. </li></ul>
  23. 25. El movimiento para Aristóteles <ul><li>En conclusión para Aristóteles: </li></ul><ul><li>En la Tierra el reposo. </li></ul><ul><li>En el cielo el movimiento. </li></ul>
  24. 26. El movimiento para Aristóteles <ul><li>Las ideas de Aristóteles estuvieron vigentes durante casi dos mil años. </li></ul><ul><li>¡Hasta que apareció Galileo </li></ul><ul><li>Galilei con mejores ideas! </li></ul>
  25. 27. El movimiento para Galileo <ul><li>Aristóteles creía que los objetos pesados caían más rápido que los objetos livianos. Galileo mostró que todos los objetos caen con la misma velocidad. </li></ul>
  26. 28. El movimiento para Galileo <ul><li>Los objetos muy livianos caían más despacio. Pero Galileo explicó por qué: al ser tan livianos, no podían abrirse paso a través del aire. </li></ul>
  27. 29. El movimiento para Galileo <ul><li>Pero en el vacío caen igual de rápido un trozo de plomo que una pluma. Los cuerpos ya no se verían retardados por la resistencia del aire. </li></ul>
  28. 30. Isaac Newton <ul><li>Cuarenta años después de la muerte de Galileo, el científico inglés Isaac Newton estudió cómo la resistencia del aire influía sobre los objetos en movimiento. </li></ul>
  29. 31. Isaac Newton <ul><li>Isaac Newton logró descubrir otras formas de movimiento y otras formas de interferencias. </li></ul>
  30. 32. Isaac Newton <ul><li>Cuando una piedra caía y llegaba a la tierra, su movimiento terminaba ¿por qué? </li></ul>
  31. 33. Isaac Newton <ul><li>El movimiento de la piedra terminaba porque el suelo se cruzaba en su camino. </li></ul>
  32. 34. Isaac Newton <ul><li>Y cuando una roca rodaba por un cerro, el suelo seguía cruzándose en su camino. </li></ul>
  33. 35. Isaac Newton <ul><li>La roca se paraba debido al rozamiento entre las asperezas de la superficie del cerro y las asperezas de la roca. </li></ul>
  34. 36. Isaac Newton <ul><li>Cuando la roca bajaba por una carretera lisa y pavimentada, el rozamiento era menor y la roca llegaba más lejos antes de pararse. </li></ul>
  35. 37. Isaac Newton <ul><li>Newton pensó: ¿Qué ocurriría si un objeto en movimiento no hiciese contacto con nada, si no hubiese barreras, ni rozamiento ni resistencia del aire? </li></ul>
  36. 38. Isaac Newton <ul><li>¿Qué pasaría si el objeto se moviera a través de un enorme vacío? </li></ul>
  37. 41. El movimiento para Newton <ul><li>En ese caso no habría nada que lo detuviera, lo retardara o lo desviara de su trayectoria. </li></ul><ul><li>El objeto seguiría moviéndose para siempre a la misma velocidad y en la misma dirección. </li></ul>
  38. 42. El movimiento para Newton <ul><li>Para Newton el estado natural de un objeto en la Tierra no era necesariamente el reposo. </li></ul><ul><li>El reposo era sólo una posibilidad. </li></ul>
  39. 43. El movimiento para Newton <ul><li>Newton resumió sus conclusiones en un enunciado que puede expresarse así: </li></ul>
  40. 44. La Primera Ley de Newton <ul><li>Cualquier objeto en reposo... </li></ul><ul><li>permanecerá para siempre en reposo. </li></ul><ul><li>Cualquier objeto en movimiento... </li></ul><ul><li>se moverá a la misma velocidad y en línea recta indefinidamente. </li></ul>
  41. 45. La Primera Ley de Newton <ul><li>Este enunciado es la primera ley de Newton del movimiento. </li></ul><ul><li>Newton descubrió que los objetos tendían a permanecer en reposo o en movimiento. </li></ul>
  42. 46. La Inercia <ul><li>Era como si los objetos fueran muy «perezosos» para cambiar de estado. La primera ley de Newton se denomina la ley de la «inercia». </li></ul><ul><li>«Inertia», en latín, quiere decir «ocio», «pereza». </li></ul>
  43. 47. La Inercia <ul><li>Los objetos tienen diferentes cantidades de inercia (de resistencia al cambio). </li></ul>
  44. 48. El movimiento para Newton <ul><li>A una pelota de playa con una patadita la podemos mandarlo muy lejos. </li></ul><ul><li>A una bala de cañón hay que empujarla con todas nuestras fuerzas, y aun así se moverá muy despacio. </li></ul>
  45. 49. El movimiento para Newton <ul><li>A una pelota de playa la podemos parar con una mano. </li></ul><ul><li>Una bala de cañón , a la misma velocidad, nos arrancaría la mano. </li></ul>
  46. 50. El movimiento para Newton <ul><li>Es mucho más difícil cambiar el estado de movimiento de la bala de canon. </li></ul><ul><li>La bala de cañón tiene mucha más inercia. </li></ul>
  47. 51. El movimiento para Newton <ul><li>Newton notó que la masa de un objeto es la cantidad de inercia del objeto. </li></ul>
  48. 52. El movimiento para Newton <ul><li>Una bala de cañón tiene más masa que una pelota de playa. </li></ul><ul><li>Una bala de cañón tiene también más peso que una pelota de playa. </li></ul>
  49. 53. El movimiento para Newton <ul><li>Pero el peso no es lo mismo que la masa. </li></ul><ul><li>En la Luna, por ejemplo, el peso de cualquier objeto es sólo un sexto de su peso en la Tierra, pero su masa es la misma. </li></ul>
  50. 54. El movimiento para Newton <ul><li>El movimiento de una bala de cañón en la Luna sería tan difícil de iniciar y tan peligroso de detener como en la Tierra; </li></ul><ul><li>Y, sin embargo, la bala nos parecería sorprendentemente ligera al levantarla. </li></ul>
  51. 55. El movimiento para Newton <ul><li>Para hacer que un objeto se mueva más rápido, se mueva más lento o para que desvié su trayectoria, hay que jalarlo o hay que empujarlo. </li></ul>
  52. 56. El movimiento para Newton <ul><li>Un jalón o un empujón recibe el nombre de «fuerza». </li></ul>
  53. 57. El movimiento para Newton <ul><li>Y la razón (por unidad de tiempo) a la que un cuerpo aumenta o disminuye su velocidad o cambia de dirección es la «aceleración». </li></ul>
  54. 58. La segunda Ley de Newton <ul><li>La segunda ley del movimiento que enunció Newton cabe expresarla así: </li></ul>
  55. 59. La segunda Ley de Newton <ul><li>La aceleración de cualquier cuerpo es igual a la fuerza aplicada a él, dividida por la masa del cuerpo. </li></ul>
  56. 60. El movimiento para Newton <ul><li>Dicho de otro modo, un objeto, al jalarlo o al empujarlo, tiende a acelerar o a retardar su movimiento o a cambiar de dirección. </li></ul><ul><li>Cuanto mayor es la fuerza, mayor es el cambio de velocidad o de dirección. </li></ul>
  57. 61. El movimiento para Newton <ul><li>Además la masa del objeto -o sea la cantidad de inercia que posee- actúa en contra de la aceleración. </li></ul>
  58. 62. El movimiento para Newton <ul><li>Un empujón fuerte hará que el balón de playa (que tiene poca masa) se mueva más rápido. </li></ul><ul><li>Pero el mismo empujón aplicado a la bala de cañón (que tiene mucha más masa), apenas afectará su movimiento . </li></ul>
  59. 63. La tercera Ley de Newton <ul><li>Newton propuso luego una tercera ley del movimiento, que puede enunciarse de la siguiente manera: </li></ul>
  60. 64. La tercera Ley de Newton <ul><li>Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, éste ejerce sobre el primero una fuerza igual pero de sentido contrario. </li></ul>
  61. 65. Fuerzas <ul><li>O sea si un libro aprieta hacia abajo sobre una mesa, la mesa tiene que estar empujando el libro hacia arriba con la misma fuerza. </li></ul>
  62. 66. Fuerzas <ul><li>Por eso el libro se queda donde está, sin desplomarse a través del tablero ni saltar a los aires. </li></ul>
  63. 67. Fuerzas <ul><li>Si una manzana cae hay una fuerza que la jala hacía abajo. </li></ul>
  64. 68. Fuerzas <ul><li>Si sostenemos una manzana hay una fuerza que la empuja hacía arriba </li></ul>
  65. 69. Tierra y cielo <ul><li>Las tres leyes del movimiento sirven para explicar casi todos los movimientos y fuerzas de la Tierra. </li></ul>
  66. 70. Tierra y cielo <ul><li>Y estas leyes... </li></ul><ul><li>¿Sirven también para explicar los movimientos de los cielos? </li></ul>
  67. 71. En el cielo <ul><li>Los objetos del cielo se mueven en el vacío, pero no en línea recta. </li></ul>
  68. 72. En el cielo <ul><li>La Luna sigue una trayectoria curva alrededor de la Tierra. No se mueve en línea recta porque sufre un jalón lateral en dirección a la Tierra. </li></ul>
  69. 73. En el cielo <ul><li>La Luna se ve jaloneada de este modo por que existe una fuerza aplicada a ella, una fuerza ejercida siempre en dirección a la Tierra. </li></ul>
  70. 74. En el cielo <ul><li>La Tierra ejerce una fuerza sobre los cuerpos terrestres y hace que, por ejemplo, las manzanas caigan. </li></ul><ul><li>Es la fuerza de la gravedad. </li></ul>
  71. 75. En el cielo <ul><li>¿Es la gravedad la misma fuerza que actúa sobre la Luna? </li></ul>
  72. 76. En el cielo <ul><li>Newton aplicó sus tres leyes del movimiento a la Luna y demostró que su trayectoria quedaba explicada admirablemente con la fuerza de la gravedad. </li></ul>
  73. 77. En el cielo <ul><li>Y esto no termina aquí porque cualquier objeto del universo establece una fuerza de gravedad. </li></ul>
  74. 78. En el cielo <ul><li>Y es la gravedad del Sol, por ejemplo, la que hace que la Tierra gire y gire alrededor del astro central. </li></ul>
  75. 79. La gravedad <ul><li>Newton aplicó sus tres leyes para demostrar que la fuerza de gravitación entre dos cuerpos del universo dependía </li></ul>
  76. 80. La gravedad <ul><li>Newton aplicó sus tres leyes para demostrar que la fuerza de gravitación entre dos cuerpos del universo dependía </li></ul><ul><li>de las masas de los cuerpos y </li></ul>
  77. 81. La gravedad <ul><li>Newton aplicó sus tres leyes para demostrar que la fuerza de gravitación entre dos cuerpos del universo dependía </li></ul><ul><li>de las masas de los cuerpos y </li></ul><ul><li>de la distancia entre ellos. </li></ul>
  78. 82. La gravedad <ul><li>Cuanto mayores son las masas, </li></ul><ul><li>mayor la fuerza. </li></ul><ul><li>Y cuanto mayor es la distancia mutua, menor la atracción entre los cuerpos. </li></ul>
  79. 83. La gravedad <ul><li>Newton había descubierto la ley de la gravitación universal. </li></ul>
  80. 84. La gravedad <ul><li>Newton había descubierto la ley de la gravitación universal. </li></ul><ul><li>Esta ley consiguió dos cosas importantes. </li></ul>
  81. 85. La gravedad <ul><li>En primer lugar explicaba el movimiento de los cuerpos celestes hasta casi sus últimos detalles; </li></ul>
  82. 86. La gravedad <ul><li>En segundo lugar, y quizá sea esto lo más importante... </li></ul>
  83. 87. La gravedad <ul><li>Newton demostró que Aristóteles se había equivocado al pensar que existían dos conjuntos de leyes naturales, uno para los cielos y otro para la Tierra. </li></ul>
  84. 88. El movimiento para Newton <ul><li>Las tres leyes del movimiento explicaban igual de bien: </li></ul>
  85. 89. El movimiento para Newton <ul><li>la caída de una manzana... </li></ul>
  86. 90. El movimiento para Newton <ul><li>el rebote de una pelota... </li></ul>
  87. 91. El movimiento para Newton <ul><li>la trayectoria de la Luna... </li></ul>
  88. 92. El movimiento para Newton <ul><li>Newton demostró así que los cielos y la Tierra no eran distintos. Los cielos y la Tierra eran parte del mismo universo. </li></ul>
  89. 93. El movimiento para Newton <ul><li>&quot;La naturaleza y sus leyes yacían ocultas en la noche. Dijo Dios, sea Newton, y fue la luz&quot; </li></ul><ul><li>Pope </li></ul>
  90. 96. Serie_Ciencias Naturales_7 Newton y la inercia Fin Barranca, noviembre de 2007

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