Fuerzas sobre un objeto

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Fuerzassobre un objeto
Qué fuerzas actúan sobre el ciclista?
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Objetivos

• Identificar fuerzas que actúan sobre un cuerpo en
  reposo o en movimiento.
• Comprender que la fuerza peso siempre está
  dirigida hacia el centro de la Tierra.
• Comprender que la fuerza normal es perpendicular
  a la superficie sobre la que se apoya un objeto.
• Comprender que la fuerza de roce tiene una
  sentido el opuesto al movimiento de un objeto.
• Conocer una explicación de cómo puede caminar una
  persona.

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Preguntas previas

• Si una lata de bebidas está botada en el suelo y
  alguien le aplica una fuerza mediante un
  puntapié, qué efectos le puede provocar dicha
  fuerza?
• Un macetero se encuentra en reposo sobre una
  repisa. Hay fuerzas actuando sobre él? Si hay
  una o más, diga sus nombres.
• Un jugador patea una pelota que rueda sobre una
  cancha, por qué la velocidad de la pelota
  disminuye a medida que se mueve?
• Considerando las fuerzas que conoces, da una
  explicación de cómo camina una persona.

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Recordando conceptos
Se acuerdan de mí? Sí, soy Daniela, y ahora
estoy aquí para compartir con ustedes unos
recuerdos sobre tipos de fuerza.
No importa la posición del objeto. Su peso
siempre se dirige hacia el centro de la Tierra.
Tampoco importa si se mueve o está quieto
Peso El peso es una fuerza que siempre se dirige
hacia el centro de la Tierra. Es de tipo
gravitacional.
Fíjate en el vector de la fuerza peso, siempre
apunta hacia abajo.
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Fuerza Normal
La fuerza normal es una fuerza que actúa sobre un
objeto que está apoyado en una superficie. Siempr
e es perpendicular a la superficie.
Si el objeto deja de estar apoyado a una
superficie, la fuerza normal desaparece.
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Fuerza de roce
Una fuerza de roce se caracteriza por oponerse al
movimiento de un objeto.
La fuerza de roce cinética surge cuando un objeto
se desliza en una superficie.
Fuerza de roce estática
Si no existiera el roce con el aire, podría
existir el paracaidismo?
En la figura, lo que impide que la motoneta baje
por la pendiente de la calle son los frenos y el
contacto entre las ruedas y el pavimento, esta es
la fuerza de roce estática que recibe.
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Identificando fuerzas sobre un objeto en reposo
Yo estoy sentada en una banca que está en un
suelo horizontal. Cuáles son las fuerzas que
actúan sobre mí?
Normal
La fuerza peso es prácticamente inevitable, y se
dirige hacia el centro de la Tierra.
Peso
Daniela está apoyada en una superficie, por lo
tanto sobre ella actúa la fuerza normal.
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Fuerzas sobre un objeto detenido en un plano
inclinado
Cuáles son todas las fuerzas que actúan sobre la
motoneta?
Su peso, que se dirige hacia el centro de la
Tierra.
Como está apoyada en una superficie, sobre ella
también actúa la fuerza normal. Es perpendicular
a la calle donde está estacionada la motoneta.
Normal
Fuerza de roce
Los frenos y el contacto entre sus ruedas y el
pavimento impiden que se mueva en el plano
inclinado. Eso constituye la fuerza de roce
estática
Peso
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Fuerzas sobre un objeto en movimiento
Si un automóvil se mueve con velocidad constante
en un camino horizontal, cuáles son las fuerzas
que actúan sobre él?
El Peso. La Normal. El Roce.
Y también la fuerza que proporciona el motor del
vehículo. Que llamaremos Fuerza motriz.
Por ahora nos conformaremos con decir que hay una
fuerza motriz que empuja hacia delante al
automóvil. La explicación detallada es más
compleja.
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Fuerzas en un objeto que se mueve con rapidez
uniforme
Si el automóvil, que se mueve horizontalmente, no
se eleva ni se hunde en el pavimento, entonces
las fuerzas verticales se anulan entre sí Fuerza
Normal Fuerza Peso
Si el automóvil, que se mueve horizontalmente, lo
hace con velocidad constante, entonces las
fuerzas horizontales se anulan entre sí Fuerza
Motriz Fuerza de Roce
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Fuerzas sobre un objeto que tiene un movimiento
acelerado
Hay que recordar que un objeto acelera cuando su
velocidad se modifica. Por ejemplo, un automóvil
al acercarse a un semáforo que está con luz roja.
Y luego acelera, con una fuerza motriz, cuando la
luz cambia a verde.
Por favor, esperar a que cambie la luz del
semáforo.
Normal
Normal
Roce y frenos
Si el automóvil acelera, entonces la fuerza
motriz es mayor que la fuerza de roce.
Roce
Motriz
Peso
Peso
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Pelota en movimiento

• A continuación se presenta el caso de un niño que
  patea una pelota en el pasto.
• Determine todas las fuerzas que actúan sobre la
  pelota en las siguientes situaciones
• Antes que el niño la patee.
• Durante su traslado hasta antes de detenerse.
• Cuando queda detenida en el lugar de llegada.

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Fuerzas sobre un objeto que se mueve en el aire
Qué fuerzas, entre las siguientes, actúan sobre
el paracaidista con su paracaídas? Peso Normal Roc
e
Identifique las fuerzas que actúan sobre el avión
mientras se desplaza en el aire.
Sobre el avión, actúa la fuerza normal?
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Fuerza muscular
En clases de ciencias aprendí que una fuerza
muscular corresponde a la acción con que la
tensión muscular se transmite a un hueso.
Sobre la fuerza muscular lo que nos interesa, por
ahora, es su efecto cuando actúa sobre un objeto.
También se utiliza una fuerza muscular para
empujar un mueble sobre una superficie. En la
situación propuesta a continuación, la dirección
de la fuerza coincide con la del movimiento del
mueble.
Aparte de la fuerza que la persona ejerce sobre
el mueble, qué otras fuerzas actúan sobre él?
Para levantar o bajar algo, la fuerza muscular es
hacia arriba. Lo mismo si solo se sostiene algo.
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Cómo camina una persona?
Antes que se de una explicación, proponga usted
una respuesta.
La animación muestra una persona caminando, se
designa con FM a la fuerza muscular que realiza
la persona y con FS a la fuerza de reacción con
que el suelo empuja a la persona hacia delante.
Una vez que una persona aprende a caminar, el
hacerlo pasa a ser una acción instintiva, por lo
que no es común decir cómo se ejecuta.
Una explicación simple es la siguiente
La persona activa sus músculos empujando el pie,
que está apoyado en el suelo, hacia atrás. Debido
al roce entre el suelo y el pie (zapato) éste no
resbala. Por reacción (tercera ley de Newton) el
suelo empuja el pie hacia delante, y con ello el
cuerpo tiende a moverse.
Si transfieres lo anterior, podrías ahora decir
cómo una rueda, o pelota, puede rodar sobre el
suelo?
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Resumen

• En cualquier lugar, o situación que esté un
  objeto, la fuerza peso que recibe se dirige hacia
  el centro de la Tierra.
• La fuerza Normal actúa sobre un objeto que está
  apoyado sobre una superficie, y siempre es
  perpendicular a ella.
• Hay varios tipos de fuerza de roce, y todas
  actúan en contra del movimiento de un objeto.
• Una fuerza muscular que actúa sobre un objeto
  puede sostenerlo o moverlo.
• La dirección de la fuerza muscular depende de la
  circunstancia que se quiera analizar.
• Cuando una persona camina, su acción se debe a la
  reacción del suelo ante la fuerza muscular con
  que la persona empuja su pie hacia atrás.

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Sugerencias

• Se recomienda leer los documentos Fuerza y
  Fuerza de acción y reacción, aquí.
• Se recomienda leer los cuentos del libro y las
  masas tenían su reino. Puede descargarlo aquí.