Dinàmica a 4t d'ESO. Basada en una presentació de Santillana.

1. 2- LES FORCES Física 4t ESO. Lurdes Morral.

2. Sentit Mòdul Direcció Elements d’una força  Mòdul o intensitat és la longitud del vector.  Direcció és la recta que conté el vector. Indica la seva inclinació.  Sentit , indicat per la fletxa.  Punt d’aplicació , punt on comença el vector Una força és una magnitud vectorial. La seva unitat en el SI és el Newton (N) Dinamòmetre, aparell per mesurar forces

3. RÍGIDS ELÀSTICS PLÀSTICS Un cos pot ser rígid, elàstic o plàstic depenent de la matèria de que estigui fet i de la força que apliquem. No es deformen per l’acció d’una força. Es deformen per l’acció d’ una força, però recuperen la seva forma original quan desapareix la força. Es deformen per l’acció d’una força i no recuperen la seva forma original quan desapareix la força, sinó que queden deformats permanentment. Efectes de les forces

4. Forces concurrents són aquelles les direccions de les quals es tallen en algun punt. Mateixa direcció i sentit Mateixa direcció i sentits oposats El mòdul és la suma dels mòduls El mòdul és la diferència dels mòduls Suma de forces concurrents amb la mateixa direcció F 1 = 6 N F 2 = 5 N R = 11 N R = 2 N F 2 = 4 N F 1 = 6 N

5. Regla del paral·lelogram Regla del polígon -> Suma de forces concurrents amb diferent direcció Teorema de Pitàgores 2 forces: Més de 2 forces: Si són perpendiculars F 1 -> F 2 -> R -> R F 2 -> F 1 -> F 2 -> F 1 -> F 3 -> F 4 -> F 4 -> F 2 -> F 1 -> F 3 -> R ->

6. Suma de forces concurrents amb diferent direcció 2 forces: Més de 2 forces:

7. A la balança romana, la pesa es desplaça fins aconseguir l’ equilibri. Un cos està en equilibri quan no actua cap força sobre ell, o bé quan actuen varies forces concurrents de forma que la resultant de totes elles és 0. Equilibri R -> F 1 -> F 2 -> E ->

8. L’allargament de les molles és proporcional al pes que hi pengem. La llei de Hooke diu que quan s’ aplica una força a una molla, li provoca una deformació directament proporcional al valor d’aquesta força. Llei de Hooke F = k ⋅∆ l

9. Límit d’elasticitat Límit d’elasticitat

10. Dues masses puntuals m 1 , m 2 , separades una distància r s’atrauen amb una força gravitatòria directament proporcional a les masses i inversament proporcional al quadrat de la distància que les separa. G= 6’67. 10 -11 Nm 2 kg -2 Força gravitatòria i pes Constant de gravitació universal R T = 6370 km M T = 5’98. 10 24 kg P= F= 9’8 m = g. m Pes d’un cos El pes ( P ) d’un cos és la força amb que la Terra l’atrau. P=mg P

11. «Quan la força resultant que actua sobre un cos és zero, la seva velocitat no varia: si estava en repòs, continua en repòs; i si estava en moviment, seguirà movent-se amb MRU». Quan el cotxe arrenca, et quedes enganxa’t en el seient, ja que tendeixes a seguir en repòs. Quan el cotxe frena, et desplaces cap a davant, ja que tendeixes a estar en moviment. Primera Llei de Newton La seva velocitat va augmentant. El seu moviment és accelerat. La seva velocitat va disminuint. El seu moviment és desaccelerat. La seva velocitat és constant. Primera llei de Newton o principi d’inèrcia 1 1 v 1 v 2 v 3 v 4 v 5 v 6

12. «Quan sobre un cos actua una força, li provoca una acceleració de la mateixa direcció i sentit que la força, de manera que: F = m ⋅ a Si sobre el cos actua més d’una força, el principi s’expressa així: ∑ F = F R = m ⋅ a Pes m Principi fonamental de la dinàmica Segona llei de Newton F R = m · a a -> F ->

13. «Quan un cos exerceix sobre un altre una força anomenada acció , el segon respon sobre el primer amb una força igual i de sentit contrari anomenada reacció ». Les forces apareixen per parelles ( interacció ). S’anomena força normal ( N ) a la força de reacció d’un pla sobre un cos que està sobre d’ell. És una força perpendicular al pla i de sentit oposat al de la superfície. El pes ( P ) d’un cos és la força amb que la Terra l’atrau. Quan un cos cau per acció del seu propi pes, es mou amb l’acceleració de la gravetat, a = g = 9,8 m/s 2 . Tenint en compte el principi fonamental de la dinàmica: F = m ⋅ a -> P = m ⋅ g Tercera llei de Newton. Principi d’acció i reacció No s’anul·len perquè actuen sobre cossos diferents 2 2 - P -> P -> P -> N ->

14. Tercera llei de Newton. Principi d’acció i reacció No s’anul·len perquè actuen sobre cossos diferents

15. La força normal Quan un cos està damunt d’una superfície, fa una força sobre ella a conseqüència del pes. Per la 3ª llei de Newton, la superfície fa una força igual però de sentit contrari sobre el cos, que anomenem força normal 4

16. La tensió Força que experimenten les cordes quan s’estiren en aplicar una força, com per exemple un pes.

17. El fregament és una força que sempre s’oposa al moviment F f = μ · N Força de fregament F motor -F f = m · a 5 P -> N -> F motor -> F f ->

18. Per què quan tirem una pilota contra una paret rebota? Solució: En picar la pilota contra la paret (acció) aquesta respon amb una força igual i de sentit contrari (reacció) que la fa rebotar. Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

19. Cap a on fa força la roda d’un cotxe: endavant o enrere? Per què? Solució: Fa força enrere (acció) i el terra respon amb una força cap endavant (reacció) igual i de sentit contrari que fa avançar el cotxe. Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

20. Podries aplicar el principi d’acció i reacció a l’hèlix d’un vaixell? Solució: L’hèlix d’un vaixell desplaça grans quantitats d’ aigua cap enrere (acció) i això genera una força igual i de sentit contrari que impulsa el vaixell cap endavant. Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

21. Per què quan disparem amb una escopeta es produeix un retrocés de l’arma? Solució: La bala, impulsada pels gasos cap endavant (acció) genera una força igual i de sentit contrari (reacció) que fa que l’arma faci una força cap enrere sobre l’espatlla del que dispara. Pum Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

22. Què passarà si un astronauta llança amb força una clau anglesa cap endavant? Solució: El llançament de la clau endavant (acció) generarà una força igual i de sentit contrari (reacció) que llançarà a l’astronauta en sentit contrari al de la clau. Reacció Acció Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

23. Per què quan piquem amb força una bola en el centre d’una altra la primera es para? Solució: La primera bola pica a la segona amb una força (acció) de manera que la segona pica a la primera amb una altra força (reacció) que la deté. Tercer principi de la dinàmica. Principi d’acció i reacció

24. Moviment rectilini uniforme Moviment rectilini uniforme accelerat És el moviment que té un cos sobre el que actuen una o més forces, de manera que la seva resultant sigui constant i tingui la direcció del moviment. El pes no influeix en el seu moviment Les forces i el moviment a=F/m F a=F/m F És el moviment que té un cos quan la resultant de les forces és 0: ∑ F = m ⋅ a Si ∑ F = 0 -> 0 = m ⋅ a P -> F=0 a=0 v= cte N -> v La velocitat augmenta F igual sentit que velocitat acceleració positiva v La velocitat disminueix F sentit contrari que velocitat acceleració negativa

25. El pla inclinat Les forces i el moviment Moviment rectilini uniforme accelerat Moviment de caiguda lliure F= pes = m · a Pes = m · g a = g = 9,8 m/s 2 F F 3 P -> P x -> P y -> α sin α = -> P x = P · sin α P x P

26. Moviment curvilini Les forces i el moviment En absència de forces MRU Si un cos gira està sotmès a una força Força centrípeta Sol m p R