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LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
Estudio de un lanzamiento por una pista
horizontal
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contenido
TABLA DE CONTENIDO

• INTRODUCCIÓN
• REQUISITOS PREVIOS
• LA SIMULACIÓN
• CÓMO HAN DE SER LAS FUERZAS?
• INFLUENCIA DE LA VELOCIDAD INICIAL.
• INFLUENCIA DE LA MASA.
• INFLUENCIA DEL ROZAMIENTO.
• EJERCICIOS FINALES.

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intro
INTRODUCCIÓN

• Se trata de estudiar los factores que afectan al
  movimiento de una bola sobre una superficie
  plana.
• El estudio se realiza usando una simulación
  interactiva creada en el programa Working Model
  2D.
• Los factores a estudiar son la masa, la velocidad
  de lanzamiento y la fuerza de rozamiento.
• Los alumnos deben conocer las ecuaciones del
  M.R.U.A., así como la 2ª Ley de Newton para poder
  resolver los ejercicios.
• El nivel de enseñanza al que está dirigido es 4º
  ESO

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Req prev
REQUISITOS PREVIOS

• Para poder ejecutar la simulación es necesario
  disponer del programa Working Model 2D.( versión
  5.2)
• Información sobre cómo conseguir el programa se
  puede obtener en http//www.workingmodel.com.
• Para visualizar las fichas de instrucciones es
  necesario disponer del programa Microsoft
  PowerPoint 2000.
• La resolución óptima de pantalla para trabajar es
  800 x 600.
• Una vez que has comprobado todo lo anterior,
  puedes empezar abriendo la simulación.

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La simulación(1)
LA SIMULACIÓN

• Si todo ha ido bien, debes ver en pantalla una
  ventana como la siguiente. Usa las teclas ALTTAB
  para saltar de la simulación a las instrucciones.
• El rectángulo central es una pista horizontal de
  30 metros, vista desde arriba. A la izquierda
  está la bola, de color verde. A la derecha está
  la diana.
• Los cuadros de la izquierda te permiten
  introducir los datos iniciales masa , velocidad
  y fuerza negativa. También puedes introducir una
  fuerza positiva que actúe sobre la bola durante
  el recorrido.
• Los cuadros de la derecha son medidores que nos
  informan de posición, velocidad y tiempo
  transcurrido.
• Los botones de la parte inferior nos permiten
  controlar la animación. El primero permite
  arrancar y parar. El segundo es para hacer un
  nuevo lanzamiento. Los otros dos permiten
  ejecutar la simulación paso a paso, hacia delante
  y hacia atrás.

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fuerzas
CÓMO HAN DE SER LAS FUERZAS?

• El objetivo es parar la bola en el centro de la
  diana.
• Prueba con diferentes valores de fuerzas positiva
  y negativa. Cuál de ellas ha de ser mayor?
• Qué debe suceder si las dos fuerzas son
  iguales?. Pruébalo.
• Y si son cero?.Conoces algún lanzamiento en
  el que las fuerzas que actúan sobre el cuerpo son
  nulas?
• Si queremos que la simulación se parezca a un
  lanzamiento real, Cómo ha de ser la fuerza
  positiva?

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velocidad
CÁLCULO DE LA VELOCIDAD INICIAL

• Suponiendo que conocemos la masa de la bola, y la
  fuerza de rozamiento que sufrirá, usa tus
  conocimientos de Dinámica y Cinemática para
  calcular la velocidad a la que debes lanzar para
  hacer diana.
• Caso 1 masa 2 Kg , rozamiento -40 N
• Caso 2 masa 10 Kg, rozamiento -80 N
• Caso 3 masa 500 g, rozamiento -5 N

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Masa(1)
INFLUENCIA DE LA MASA

• Se trata de estudiar cuál es la influencia de la
  masa en este movimiento. Para ello fijaremos las
  fuerzas y la velocidad inicial.
• Introduce estos datos velocidad 20 m/s, F
  0 F- -30 N.
• Prueba con diferentes masas, empezando por
  valores muy pequeños. Qué sucede conforme
  aumentas la masa?.

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Masa(2)
INFLUENCIA DE LA MASA(2)

• Calcula la masa que debe tener la bola para
  pararse en la diana, en cada uno de estos casos,
  y después compruébalo con la simulación.
• Caso 1 velocidad 5 m/s F 0 N F- -20 N
• Caso 2 velocidad 25 m/s F 0 N F- -50 N
• Caso 3 velocidad 30 m/s F 0 N F- -10 N

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Rozamiento(1)
FUERZA DE ROZAMIENTO(1)

• Para estudiar la influencia de la fuerza de
  rozamiento, fijamos los valores de la masa,
  velocidad inicial y fuerza positiva.
• Introduce los valores m 2 Kg v 14 m/s F
  0
• Empieza probando una fuerza negativa nula, y ve
  aumentándola. Analiza qué sucede.

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Rozamiento(2)
FUERZA DE ROZAMIENTO(2)

• Usa la 2ª Ley de Newton y las fórmulas del MRUA
  para calcular la fuerza de rozamiento en los
  siguientes casos
• Caso 1 masa 0.3 Kg velocidad 10 m/s F0
• Caso 2 masa 4 Kg velocidad 20 m/s
  F0
• Caso 3 masa 20 Kg velocidad 30 m/s F0

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Ejercicios finales
EJERCICIOS FINALES

• Intenta calcular la variable que falta en cada
  uno de los siguientes casos. Después, compruébalo
  en la simulación.

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final
Trabajo realizado por Salvador López
Castejón Profesor de Física y Química IES Carrús
- Elx Marzo 2003