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INDICE.® Objetivo.® Introducción® Contenido.® Tipos de fuerzas que existen en la naturaleza y ejemplos.® Las 3 leyes de Ne...
OBJETIVOConocer, comprender el concepto relacionado con el               Estudio de la fuerza.
INTRODUCCION  Cuando miramos a nuestro alrededor, vemos muchos “tipos” defuerzas. Aplicamos una fuerza sobre el suelo cuan...
GRAVITACIÓNTodo cuerpo masivo atrae gravitacionalmente a otro. La Tierra nos atrae y nosotros atraemos a la Tierra(aunque ...
en griego) con una tela, el ámbar adquiría la propiedad de atraer pequeños pedazos de papel (el experimento sepuede repeti...
Cuando se descubrió que el núcleo de los átomos contiene protones los físicos se preguntaron cómo podían esaspartículas, c...
INTERACCIONES DÉBILESEl repertorio de fuerzas de la naturaleza no termina con la gravitación, el electromagnetismo y las f...
¿Cuáles son las tres leyes de Newton y explicar cada                     una de ellas?                                    ...
La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicadasobre un cue...
TERCERA LEY DE NEWTONTal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la ac...
BIBLIOGRAFIA                        www.google.comhttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html  http://blog...
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FUERZAS DE LA NATURALEZA Y LEYES DE NEWTON

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LAS FUERZAS DE LA NATURALEZA Y LAS 3 LEYES DE NEWTON

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  1. 1. REPÚBLICA DE PANAMÁ MINISTERIO DE EDUCACIÓNINSTITUTO PROFESIONAL TECNICO CHIRIQUI GRANDE. INVESTIGACION DE: FISICA. PROFESOR: ULISES VARGAS. ESTUDIANTES: WILFRIDO BEKER HECTOR ABREGO ABNER LOPEZ. AZAEL BEKER. NIVEL: V B. FECHA DE ENTREGA: JUEVES 12 DE JULIO DE 2012.
  2. 2. INDICE.® Objetivo.® Introducción® Contenido.® Tipos de fuerzas que existen en la naturaleza y ejemplos.® Las 3 leyes de Newton y ejemplos.® Conclusión® Bibliografía
  3. 3. OBJETIVOConocer, comprender el concepto relacionado con el Estudio de la fuerza.
  4. 4. INTRODUCCION Cuando miramos a nuestro alrededor, vemos muchos “tipos” defuerzas. Aplicamos una fuerza sobre el suelo cuando caminamos; empujamos y levantamos objetos aplicando una fuerza; para estirar una cuerda debemos aplicar una fuerza; el viento tira unárbol, empuja un bote mediante una fuerza; la expansión de gases en los motores de combustión interna produce una fuerza quehace que un automóvil, un bote o un avión se muevan; los motores eléctricos producen una fuerza que mueve objetos. Podemos pensar en muchos otros ejemplos en los que se generan y aplican fuerzas. ¿Cuáles son los tipos de fuerza que existen en la naturaleza y en que consiste cada uno? Ejemplos.
  5. 5. GRAVITACIÓNTodo cuerpo masivo atrae gravitacionalmente a otro. La Tierra nos atrae y nosotros atraemos a la Tierra(aunque la fuerza que ejerce nuestro cuerpo es prácticamente imperceptible y, en la práctica, sólo se nota lafuerza de atracción de la Tierra).En el siglo XVII el gran físico inglés Isaac Newton descubrió que la gravitación es un fenómeno universal.Según una famosa leyenda, Newton estaba un día sentado debajo de un manzano, cavilando con respecto a lafuerza que mantiene unida la Luna a la Tierra, cuando vio caer una manzana. Este suceso le dio la clave paradescubrir que la fuerza de gravedad, la misma que hace caer la manzana, es también la que retiene a la Luna enórbita. Descubrió así el principio de la gravitación universal.Por extraño que nos parezca en la actualidad, hasta antes de Newton se pensaba que la gravitación era unfenómeno exclusivo de la Tierra, como si nuestro planeta fuese un sitio muy especial en el cosmos. Así, elfilósofo griego Aristóteles —quien vivió en el siglo IV a.c. y llegó a ser considerado la máxima autoridadcientífica en la Edad Media— distinguía claramente entre los fenómenos terrestres y los celestes. ParaAristóteles la gravitación era un fenómeno puramente terrestre, que no podía influir en los cuerpos celestes,pues éstos estaban hechos de una sustancia muy distinta a la materia común que se encuentra en la Tierra.Incluso el mismo Galileo, uno de los fundadores de la ciencia física, estudió detenidamente la caída de loscuerpos pero nunca sospechó que hubiera una relación entre este fenómeno y el movimiento de los planetas.La gravitación universal, descubierta por Newton, implica que la Tierra no sólo atrae a los objetos que están ensu superficie, sino también a la Luna y a cualquier cuerpo en su cercanía. Además, el Sol atrae a la Tierra y atodos los demás planetas, las estrellas se atraen entre sí, las galaxias también, y así toda la materia en elUniverso.Pero además Newton descubrió que la fuerza de gravedad obedece una ley muy sencilla. La fuerza gravitacionalentre dos cuerpos es directamente proporcional a las masas de los cuerpos e inversamente proporcional alcuadrado de la distancia que los separa. En términos matemáticos, la fórmula para la fuerza se escribe:ELECTROMAGNETISMOOtras fuerzas, bastante comunes en nuestra experiencia diaria —aunque no tanto como la gravedad—, son lasfuerzas eléctricas y magnéticas. Los griegos se habían dado cuenta que al frotar un pedazo de ámbar (electros
  6. 6. en griego) con una tela, el ámbar adquiría la propiedad de atraer pequeños pedazos de papel (el experimento sepuede repetir con plástico en lugar de ámbar). Varios siglos después Charles-Augustin Coulomb estudio demodo más sistemático el fenómeno de la electricidad y descubrió que dos cargas eléctricas se atraen o serepelen con una fuerza inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa, tal como la fuerzagravitacional. Pero, a diferencia de la gravitación que siempre es atractiva, la fuerza eléctrica puede ser tantorepulsiva como atractiva, según si las cargas son del mismo signo o de signo contrario.También se conocían desde la antigüedad los imanes, pedazos de hierro con la curiosa propiedad de atraer losobjetos de hierro, y también de atraerse o repelerse entre sí al igual que las cargas eléctricas. Un imán posee dospolos, norte y sur; pero si se parte un imán por la mitad no se aíslan los polos, sino que se obtienen dos nuevosimanes con un par de polos cada uno: ésta es la diferencia esencial con la fuerza eléctrica, ya que no se puedetener un polo aislado, que equivaldría a una "carga magnética".La electricidad y el magnetismo empezaron a cobrar importancia en el siglo XIX,. cuando Europa vivía en plenarevolución industrial gracias a la invención de la máquina de vapor. En las ciencias físicas, Laplace y otrosnotables científicos habían logrado plasmar la mecánica de Newton en un lenguaje matemático que permitía suaplicación a problemas prácticos . La importancia de las máquinas de vapor, a su vez, propició la creación deuna nueva rama de la física, la termodinámica, que estudia el calor y la propiedades térmicas de la materia.Hasta esa época, electricidad y magnetismo parecían ser dos clases de fenómenos sin relación entre sí . Pero lainvención de las pilas eléctricas permitió experimentar con las corrientes eléctricas y los imanes. Fue así comoH. C. Oersted descubrió que una corriente eléctrica influye sobre un imán colocado cerca de ella, y A. M.Ampère demostró que ello se debe a que una corriente produce una fuerza magnética a su alrededor.Finalmente, en 1831 Faraday descubrió que se genera una corriente eléctrica en un alambre conductor cuandoéste se mueve junto a un imán. Pero los imanes y las pilas eléctricas servían, cuando mucho, para hacer actos demagia y sólo contados se interesaban en ellos.INTERACCIONES FUERTES
  7. 7. Cuando se descubrió que el núcleo de los átomos contiene protones los físicos se preguntaron cómo podían esaspartículas, cargadas positivamente permanecer unidas si las cargas eléctricas del mismo signo se repelen. Y lomismo se podría decir de los neutrones: ¿qué los mantiene unidos si son eléctricamente neutros? Debería existirotro tipo de fuerza en la naturaleza que permitiera tanto a los protones como a los neutrones atraerse entre sí.Esa fuerza de la naturaleza, recién descubierta en el siglo XX, es la fuerza nuclear. Es mucho más intensa que laelectromagnética y, a la vez, es de muy corto alcance; actúa únicamente en el núcleo, razón por la cual no formaparte de nuestra experiencia diaria.La fuerza nuclear sólo se manifiesta en una distancia comparable con el tamaño de un núcleo atómico. Unprotón es atraído por las partículas en un núcleo atómico sólo si se encuentra a una distancia de unos diezbillonésimos de centímetro; si está un poco más lejos, sólo resentirá la repulsión eléctrica del núcleo. Encambio, un protón en el núcleo es atraído por los otros protones y neutrones por la fuerza nuclear, cuyaintensidad es unas 1 000 veces mayor que la fuerza de repulsión electromagnética.Un hecho de enormes consecuencias es que un núcleo atómico pesa menos que todos sus protones y neutronespor separado. Esta diferencia de masa se encuentra en el núcleo transformada en energía de amarre, de acuerdo,una vez más, con la famosa equivalencia de Einstein entre masa y energía. En la figura 5 se muestra ladiferencia de masa de los núcleos atómicos comparados con la masa de sus constituyentes por separado. En elextremo izquierdo de la gráfica que la forma se tienen los elementos ligeros; por ejemplo, un núcleo de heliopesa 5 x 10-26 gramos menos que sus dos protones y dos neutrones por separado; si se fusionan esas cuatropartículas para formar un núcleo de helio, la masa perdida se libera en forma de energía; este es el principio dela bomba atómica y de los reactores nucleares. En el extremo derecho de la gráfica se tienen los elementospesados; si se fusiona un núcleo de uranio en dos núcleos más ligeros, también se libera energía; este es elprincipio de la bomba de uranio. Tanto la fusión (para elementos ligeros) como la fisión (para elementospesados) son dos mecanismos extremadamente eficientes para liberar energía de la materia. Las estrellas brillanporque se producen fusiones nucleares en sus centros. Nótese también en la gráfica 5 que el hierro es elelemento con menor energía: el núcleo del hierro ni se fusiona ni se fisiona, y es por lo tanto el núcleo másestable en la naturaleza.
  8. 8. INTERACCIONES DÉBILESEl repertorio de fuerzas de la naturaleza no termina con la gravitación, el electromagnetismo y las fuerzasnucleares. En los años treinta, los físicos que estudiaban las radiaciones emitidas por los átomos se dieroncuenta de que en algunos casos, los núcleos atómicos eliminan electrones; a este proceso lo llamaron radiaciónbeta. Pronto se descubrió que la radiación beta se debe a que un neutrón en el núcleo se transforma en unprotón y un electrón, y este último se escapa a gran velocidad del núcleo.Pero, al medir las propiedades del electrón que se escapaba, los físicos descubrieron que le faltaba algo deenergía. Al principio hubo cierta alarma, pues parecía que la energía no se conservaba en contra del principiobien establecido de que la cantidad total de energía y masa implicada en cualquier proceso físico no se crea ni sedestruye. Para solucionar este problema propusieron que una nueva clase de partícula se lleva la energíafaltante, una partícula sin carga, totalmente invisible e inmune a las fuerzas eléctricas y magnéticas. EnricoFermi llamó neutrino a tal partícula (que en italiano significa "neutroncito") para distinguirlo del neutrón, y esees el nombre que se le ha quedado.La interacción del neutrino con la materia no es enteramente nula, pero es millones de veces menos intensa quela de una partícula "normal ". Es la cuarta fuerza de la naturaleza y se le llama interacción débil. Su alcance esextremadamente corto, semejante al de las fuerzas nucleares, razón por la que no forma parte de nuestraexperiencia cotidiana. En promedio, se necesitarían billones de kilómetros de plomo para absorber un neutrino(en comparación, una lámina delgada de metal detiene cualquier fotón de luz). Si tuviéramos ojos sensible a losneutrinos podríamos "ver" el centro de la Tierra o del Sol... Y es que la luz, siendo un fenómenoelectromagnético, interactúa electromagnéticamente con los átomos. Como señalamos antes, la "dureza" de unátomo se debe casi exclusivamente al campo electromagnético que posee. Para el neutrino que es insensible aese campo, el átomo es un cuerpo casi inexistente.La existencia de los neutrinos se ha establecido plenamente hoy en día y sus propiedades son bien conocidas. Lamás interesante es que el neutrino no tiene masa, o, si la tiene, es extremadamente pequeña. Si la masa delneutrino es estrictamente cero, entonces esta partícula, al igual que el fotón, tiene que moverse siempre a lavelocidad de la luz. Tal parece que el neutrino comparte esa propiedad con el fotón. Así, un neutrino nuncapodría estar en reposo.A pesar de ser prácticamente imperceptibles, los neutrinos desempeñan un papel muy importante en losfenómenos cósmicos. Por ejemplo, el Sol brilla porque se producen en su centro reacciones nucleares por lafusión del hidrógeno. Esas reacciones generan luz y calor pero también neutrinos. De hecho, una fracciónimportante de la energía solar es emitida a manera de neutrinos; los que llegan a la Tierra atraviesan nuestroplaneta a la velocidad de la luz y siguen su viaje por el espacio. Por nuestro cuerpo cruzan cada segundoalrededor de 100 billones de neutrinos provenientes del Sol sin que nos demos cuenta.
  9. 9. ¿Cuáles son las tres leyes de Newton y explicar cada una de ellas? PRIMERA LEY DE NEWTON: si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con unavelocidad constante en línea recta. El movimiento termina cuando fuerzas externas de fricción actúan sobre la superficie del cuerpo hasta que sedetiene.Por esta razón el movimiento de un objeto que resbala por una superficie de hielo dura más tiempo que por unasuperficie de cemento, simplemente porque el hielo presenta menor fricción que el cemento. Galileo expuso quesi no existe fricción, el cuerpo continuará moviéndose a velocidad constante, ya que ninguna fuerza afectará elmovimiento.Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia denominadoINERCIA. Si has ido en un vehículo que ha frenado de improviso y tú has debido detenerte con tus propiasmanos, has experimentado lo que es la inercia.Por tanto, a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia. SEGUNDA LEY DE NEWTON
  10. 10. La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicadasobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidades la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:F=maTanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, unadirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como:F=maLa unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza quehay 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/s2La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Sila 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 lamasa.Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad demovimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por suvelocidad, es decir:p=m·vLa cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en elSistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley deNewton 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 dichocuerpo, es decir,F = dp/dtDe esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masasea 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 ·vComo la masa es constantedm/dt = 0y recordando la definición de aceleración, nos quedaF=matal y como habiamos visto anteriormente.Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conocecomo Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actua sobre un cuerpoes cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:0 = dp/dtes decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que lacantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es elPrincipio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actua sobre un cuerpo esnula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo
  11. 11. TERCERA LEY DE NEWTONTal como comentamos en al principio de la Segunda ley de Newton las fuerzas son el resultado de la acción deunos cuerpos sobre otros.La tercera ley, también conocida como Principio de acción y reacción nos dice que si un cuerpo A ejerce unaacción 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 unsalto hacia arriba, empujamos el suelo para impulsarnos. La reacción del suelo es la que nos hace saltar haciaarriba.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 anosotros.Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tenga el mismo valor y sentidos contrarios, no seanulan entre si, puesto que actuan sobre cuerpos distintos.
  12. 12. BIBLIOGRAFIA www.google.comhttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html http://blogs.que.es/joaco/2008/09/16/las-fuerzas-la- naturaleza/
  13. 13. CONCLUSION 1. En ausencia de fuerzas, un objeto ("cuerpo") en descanso seguirá en descanso, y un cuerpo moviéndose a una velocidad constante en línea recta, lo continuará haciendo indefinidamente. 2. Cuando se aplica una fuerza a un objeto, se acelera. La aceleración es en dirección a la fuerza y proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve: a = k(F/m)donde k es algún número, dependiendo de las unidades en que se midan F, m y a. Con unidades correctas (volveremos a ver esto), k = 1 dando a = F/m ó en la forma en que se encuentra normalmente en los libros de texto F = m a De forma más precisa, deberíamos escribir F = ma siendo F y a vectores en la misma dirección (indicados aquí en negrita, aunque esta convención no se sigue siempre en este sitio Web). No obstante, cuando se sobreentiende una dirección única, se puede usar la forma simple. 3. "La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos:"Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direccionesopuestas y magnitudes iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con unafuerza F sobre el cuerpo nº 2, entonces el cuerpo nº 2 actúasobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual intensidad ydirección opuesta."

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