FÍSICA 4rt ESO

1. Unitat 2
Les forces

2. Què són les forces?
Detecteu alguna força en el vídeo?
Qui fa la força?

3. Sempre que hi ha força hi ha
moviment?
Sempre que hi ha moviment hi ha
força?

4. Hi ha força? Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

5. Hi ha força? Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

6. Hi ha força? Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

7. Hi ha força?
Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

8. Hi ha força?
Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

9. Hi ha força?
Qui rep la
força?
Qui fa la
força?
Podem
representar
la força?

10. 1. Què és una força?
Una força és una interacció entre dos cossos que és
capaç de canviar els seus estats de moviment o
deformar-los.
canvi
Inte-
racció
Per tant, quan parlem de forces, parlarem de:

11. 1.1 La força com a interacció:

12. • Les forces existeixen aparellades.
• Sempre puc aparellar una força d’acció amb la
seva de reacció. Una sense l’altra NO pot existir!
• Les forces d’acció i reacció s’apliquen a cossos
diferents, per tant els seus efectes els notem a
cadascun dels cossos per separat.
1.1 La força com a interacció:

13. 1.2 La força com a canvi:

14. • Sempre que hi ha un canvi en la
velocitat d’un cos hi ha un desequilibri
de forces sobre aquell cos.
• No sempre que hi ha forces hi haurà un
canvi de la velocitat.
1.2 La força com a canvi:

15. 1.2 La força com a canvi:

16. 1.2 La força com a canvi:
Quan damunt un cos no hi actuen forces,
significa que el cos es troba en repòs?
NO
Significa que aquest cos no canviarà la seva
velocitat. Per tant si anava a v=0 continuarà a 0 i si
anava a 10m/s continuarà a 10 m/s

17. 1.2 La força com a canvi:

18. 1.2 La força com a canvi:
Per què un cos no canviï la seva velocitat,
és necessari que no hi actuïn forces?
NO
Pot ser que hi actuïn diferents forces que es
compensin i la força total sigui 0.

20. Forces de contacte
- F. fregament - F. pes (gravetat)
- F. normal - F. elèctrica
- F. elàstica - F. magnètica
1.3 Tipus de forces:
Forces a distància

21. Per representar-les utilitzem els vectors que ens
indiquen la direcció i la intensitat (mòdul del vector)
de les forces
1.4 Respresentació de les forces
Unitats
SI: Newton [N]
Aparell de mesura
Dinamòmetre

22. 1.5 Composició de forces concurrents
a. Forces amb la mateixa direcció

23. b. Forces amb direccions diferents

24. Exemples:
1.
2.
3.
4.
No puc calcular
numèricament el valor
de la resultant amb
aquesta informació.

25. 1.6 Força sobre un punt
Simplifiquem:
No considerarem ni la geometria ni el volum d’un cos i suposarem
que la força total és aplicada sobre el centre de masses del cos.

26. 2. Les lleis de Newton

27. 2.1 Qui era Isaac Newton?
Anglaterra 1643 - 1727
Filòsof, físic i matemàtic.
• Llei de gravitació universal
• Lleis de dinàmica
• Binomi de Newton

28. 2.2 Primera llei de Newton
“Si la Força resultant sobre un cos és nul·la, aquest no
variarà la seva velocitat.”

29. Activitat: Primera llei de Newton
EXPERIMENTA!

30. Primera llei de Newton o llei de la inèrcia
La inèrcia és la resistència que ofereixen els cossos a
variar el seu estat de moviment
La inèrcia NO és una força!
(L’experiment del bolígraf al laboratori!)
“Tots els cossos romanen en el seu estat de
repòs o de moviment rectilini uniforme llevat
que siguin obligats a canviar aquest estat per les
forces que hi actuen a sobre.”

31. Quin d’aquests dos vehicles costaria
més frenar?

32. La massa d’un cos:
Força aplicada durant 1 segon
2.3 Segona llei de Newton

33. La massa és la mesura de la inèrcia d’un cos, és
a dir, mesura la dificultat que oposa un cos a
canviar el seu estat de moviment o de repòs
2.3 Segona llei de Newton

34. 2.3 Segona llei de Newton
Llei fonamental de la dinàmica
(L’experiment de la tassa al laboratori!)
“La força resultant que actua sobre un cos
provoca una acceleració segons la fórmula:
FResultant=m·a

35. 2.4 Tercera llei de Newton (Llei d’acció-reacció)
(L’experiment de la bàscula al laboratori!)
“La força que fa un un cos A sobre un cos B
és igual en mòdul però en sentit oposat, a
la força que fa el cos B sobre el cos A.”

36. Una nevera atreu a un imant amb la mateixa força que
una nevera a un imant.
Són correctes les següents afirmacions? Per què?
La nevera atreu l'imant amb més força que l'imant a la
nevera.
La força d'acció i la força de reacció poden actuar sobre
el mateix cos.

37. Quan el cotxe es mou, la força que fa la persona sobre el
cotxe és major que la que fa el cotxe sobre la persona.
Són correctes les següents afirmacions? Per què?
Quan una pedra impacta contra un vidre trencant-lo,
la força de la pedra sobre el vidre és igual però de
sentit contrari a la del vidre sobre la pedra.
Quan una persona està empenyent un cotxe però aquest
no es mou, la força que fa la persona sobre el cotxe és
igual però de sentit contrari que la força que fa el cotxe
sobre la persona.

39. Amb sensors d’última generació hem mesurat les
forces i hem trobat que Fcotxe-camió=Fcamió-cotxe=10.000N
El cotxe ha sortit molt més perjudicat de l’accident que no
pas el camió. Aquest fet contradiu la 3a llei de Newton?

40. 2. Sempre tenen el mateix valor però de sentit
contrari.
Parella de Forces Acció i Reacció
3. Les diferències entre els efectes que podem
observar en una interacció s’expliquen a partir de
la massa.
1. Actuen sobre dos cossos diferents.

41. Si la Terra deixa de rotar, flotarem cap a l’espai.
Són correctes les següents afirmacions? Per què?
No hi ha gravetat a la Lluna.
Isaac Newton va descobrir la gravetat.
A l’espai no tenim massa.
No hi ha gravetat a l’espai perquè som lluny de la Terra.
La unitat de mesura del Pes són els kilograms
No hi ha gravetat a l’espai perquè és buit.
Si puguéssim xuclar tot l’aire de la classe, flotaríem.

42. 3.1 Força normal
3. Forces importants

43. 3.1 Força normal

44. 3.2 Força de fricció o fregament
La força de fricció actua en sentit contrari al
moviment.

45. Llei de gravitació universal
3.3 Força pes
Qualsevol massa atrau la
resta de masses properes,
de la mateixa manera que
aquesta és atreta per la
resta de masses. (acció
reacció)

46. Quina és la força d’atracció gravitatòria entre
dues persones de la classe?

47. Quina és la força d’atracció entre la Terra i una
persona de la classe?
=

48. Llei de gravitació universal

49. 3.3 Força pes
Força que un astre fa sobre els cossos que hi
ha al seu entorn
“La gravetat és l’acceleració amb la que cau un
cos degut a la Força Pes”
Llei de la
Gravitació
Universal
Força Pes
Acceleració
de la
gravetat

50. Si el Sol atrau la Terra, per què no xoquem
contra el Sol?

52. Deixem caure alhora un full de paper i
un llibre. Què arribarà abans a terra?
Per què?

53. Tots els cossos, independentment de la seva massa, cauen cap a
la Terra amb la mateixa acceleració. Per tant, tarden el mateix en
caure des d’una mateixa altura.
Matemàticament...
FR=m· a
En el nostre cas FR=Pes=m· g, per tant
m· g = m· a
g=a indepentenment de la massa
El segon cos es
ressisteix 4 vegades
més a moure’s però
també és atret 4
vegades més.
4. Caiguda lliure

54. http://www.ara.cat/societat/Laustriac-Felix-Baumgartner-home-velocitat_0_791920982.html
4.1 La caiguda lliure com a MRUA

55. Caiguda lliure  MRUA on:
)(2
)(
)(
2
1
)(
0
2
0
2
00
2
0000
yygvv
ttgvv
ttgttvyy



a = g = -9,81m/s2
Les equacions seran idèntiques al MRUA:
2.7 La caiguda lliure com a MRUA

56. Exemple 1
Quina durada té la caiguda
d’en Batman?
smv
smg
st
my
/0
/81,9
0
5,10
0
2
0
0




2
0000 )(
2
1
)( ttgttvyy 
2
)8,9(
2
1
5,10 ty 
0y 09,45,10 2
 t
5,109,4 2
 t
9,4
5,102


t st 46,114,2 

57. Amb quina velocitat impactarà sobre la camioneta?
)( 00 ttgvv 
)0(8,90  tv
smtv /31,1446,1·8,98,9 
Com seran les gràfiques de la caiguda de batman?
Gràfic y-t

58. Gràfic v-t
Gràfic a-t

59. Important recordar ...
La velocitat inicial quan deixem caure un
objecte sempre és 0.
La velocitat d’un objecte quan assoleix la seva
alçada màxima és 0.
La velocitat d’un objecte en el moment
d’impactar contra el terra mai és 0 i té un valor
negatiu (cap avall)

60. smv
smg
st
my
/0
/81,9
0
13
0
2
0
0



 2
0000 )(
2
1
)( ttgttvyy 
2
)8,9(
2
1
13 ty 
1. Una pilota cau des d’un cinquè pis que es troba a una alçada de 13m.
a. Quant temps tardarà en arribar a terra?.
b. Si una nena que es troba al 2n pis, situat a 5m d’alçada, intercepta la pilota, en quin
instant ho farà?
c. Quina velocitat tindrà la pilota en ambdues situacions?
2
9,413 ty 
a. Quan arriba a terra: y=0
stt
tt
63.165.265.2
9.4
13
139.409.413
2
22


b. Quan es troba al segon pis: y=5m
stt
tt
27.163.163.1
9.4
8
89.459.413
2
22


Velocitat quan y=0m t=1.63s
)( 00 ttgvv 
)0(8.90  tv
smtv /97,1563,1·8,98,9 
smtv /44,1227,1·8,98,9 
c.
Velocitat quan y=5m t=1.27s

61. 2.- Des de terra llancem una pedra cap a dalt i arriba a una altura de 140m.
a. Amb quina velocitat l’hem llançada?
b. Quant temps tarda en arribar als 140m d’alçada?
c. Quant temps tardarà en tornar a caure a terra?
2
0
0
/81,9
0
0
smg
st
my


 2
0000 )(
2
1
)( ttgttvyy 
2
0 )8,9(
2
1
0 ttvy 
a. Quan arriba a la alçada màxima y=140m i v=0
Hem de resoldre un sistema
tvvttgvv 8,9)( 000 
tvv 8,900 0 
2
0 9,4 ttvy 
2
0 9,4140140 ttvy  2
0 9,4140 ttv 
tv 8,90 0 
2
0 9,4140 ttv 
tv 8,90  stt
ttttt
34,5
9,4
140
9,4140
9,48,91409.48,9140
2
222


substitució!!

62. smvtv /38,5235,5·8,98,9 00 
Substituïm el temps a l’altra equació per a trobar la velocitat a la qual
l’hem llançada