BART FRENTE A NEWTON
(parte 1)
FÍSICA
4º ESO
DINÁMICA
Ángel L.
Pérez
1- EL PESO Y LA NORMAL
¡Eso si que es cálculo
infinitesimal!
BART SIMPSON
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Ayúdame, no se me dan
bien las mates. ¡Mira mi
último examen!
¿Cuál es el peso de esta bolsa
de dinero de 500 g?
¡Esta es fácil chaval!
¡madre mía!
¡Toma ya! 1-0 y sin
despeinarme...
Pues medio kilito
¡ja, ja!
¿Cuál es el peso de esta bolsa
de dinero de 500 g?
El peso es un vector de
módulo P = mg
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¡ups! La masa es un
escalar y el peso es un
vector fuerza
Así que...
P = (0, -mg) = (0, - 4.9) N
Siempre se dirige hacia el
centro de la Tierra
¿Cuál es el peso de esta bolsa
de dinero de 500 g en la Luna?
Eso está mejor Simpson,
volvamos a la Tierra
gL = 1/6 g =
= 1.6 ms-2
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BAR 1
...el peso depende del planeta
en el que estemos, y la masa
no
P = (0, -mgL) = (0, - 0.8) N
dirigido hacia el centro de la
Luna
¿Qué pasa cuando colocamos
la bolsa en una báscula?
No exactamente
Peso ≠ masa
la Fuerza Normal
es la reacción de la báscula
¡Mi 3ª ley!
¡Fácil, pesamos la bolsa!
Y medio kilito de pasta “al
dente”
R = P + N = (0, 0) equilibrio
(0, -mg) + (0, N) = (0, 0)
Eje x→ no ec.
Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 4.9) N
R = (0, 0) N
500
¿Qué pasa cuando colocamos
la bolsa en una báscula?
Te lo explicaré con una
pregunta: ¿qué pasa si
ejercemos una fuerza hacia
arriba?
¿La Normal? ¡Multiplícate
por cero!
¿ Para qué tanto lío?
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 4.9) N
R = (0, 0) N
500
¿Qué pasa cuando colocamos
la bolsa en una báscula?
Eso me decían en mi época,
pero intenta pensarlo
¿Explicas con preguntas?
Eres un tío muy raro,
déjame ver...
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 4.9) N
R = (0, 0) N
500
¿Y si ejercemos una fuerza
hacia arriba?
Depende del módulo de la
fuerza ejercida
Pues la bolsa se levanta
R = P + N + F = (0, ?)
(0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?)
Eje x→ no ec.
Eje y→ -mg + N + F = 0 → N = mg - F
???
R = P + N + F = (0, ?)
(0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?)
Si F < P → N > 0 → Equilibrio (? = 0)
NO SE LEVANTA
Si F = (0, 2.5) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 2.4) N
R = (0, 0) N
Si el módulo de la fuerza
ejercida es menor que el
peso, no se levanta
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BAR 1
Hay equilibrio y ¡la Normal
se adapta!
Como F < P → R = P + N + F = (0, 0)
(0, -4.9) + (0, N) + (0, 2.5) = (0, 0)
Eje x→ no ec.
Eje y→ -mg + N + F = 0 →
N = mg – F = 4.9 – 2.5 = 2.4 N
???
La báscula sufre un peso efectivo (la Normal)
menor al peso real de la bolsa y mide una
“masa aparente”:
N = F – mg = map g → map = N/g
Si F = (0, 2.5) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 2.4) N
R = (0, 0) N
¿Qué masa medirá la
báscula, sr. Simpson?
Seguro que disminuye, es
el truco que utilizo en la
tienda de caramelos
244.9
La báscula sufre un peso efectivo (la Normal)
menor al peso real de la bolsa y mide una
“masa aparente”:
N = F – mg = map g → map = N/g
Si F = (0, 2.5) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 2.4) N
R = (0, 0) N
La experiencia
es la madre de la Ciencia...
¡Y me llamo Newton!
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BAR 2
¡Toma! ¿quién es el genio
ahora, Einstein?
244.9
R = P + N + F = (0, ?)
(0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?)
Si F > P → Saldría N < 0 (no tiene sentido)
SE LEVANTA aceleradamente
¿ Y si el módulo de la fuerza
ejercida es mayor que el del
peso?
No hay equilibrio 2ª Ley, la
bolsa se acelera y no hay
normal
Como F > P → R = P + F = (0, ma)
(0, -4.9) + (0, 7.5) = (0, 0)
Eje x→ no ec.
Eje y→ -mg + F = ma →
a = F/m – g = 15 – 9.8 = 5.2 ms-2
Si F = (0, 7.5) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 0) N
R = (0, 2.6) N
R = P + N + F = (0, ?)
(0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?)
Si F = P → Saldría N = 0
Equilibrio y ¿qué marcaría la báscula?
¿ Y si el módulo de la fuerza
ejercida es igual que el del
peso?
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BAR 3 A ver... hay equilibrio entre
el peso y la fuerza y no hay
normal
Como F = P → R = P + F = (0, ma)
(0, -4.9) + (0, 4.9) = (0, 0)
Eje x→ no ec.
Eje y→ -mg + F = ma →
a = F/m – g = 9.8 – 9.8 = 0 ms-2
Si F = (0, 4.9) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 0) N
R = (0, 0) N
Si F = (0, 4.9) N
P = (0, - 4.9) N
N = (0, 0) N
R = (0, 0) N
A hombros de Gigantes...
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BAR 3
¡Ya sé más Física que Sir
Isaac!
Ahora tu eres Bart
(Actividades)
1. Coge una bolsa de dinero de 750 g y
repite todos los razonamientos
Hazte Gigante...
2. Repite el problema entero en la luna
3. ¿Qué le ocurre al peso si duplicamos
la masa? ¿Y a la masa si reducimos a
la mitad el peso?
4. La gravedad varía ligeramente en
distintos lugares de la Tierra. Utiliza la
¡Ánimo, sigue mis pasos!
siguiente tabla para calcular tu peso
en cada lugar.
5. Razona cómo será tu peso si montas
Lugar
g (m/s2)
en un ascensor con la báscula y:
Polo Norte
9,832
Groenlandia
9,825
a) Sube a velocidad constante.
Madrid
9,799
b) Baja a velocidad constante.
Bermudas
9,789
c) Frena para detenerse.
Panamá
9,782
d) Acelera para subir.
CONTINUARÁ...
Bart, soy tu padre (he creado
un monstruo)
¡Qué la Fuerza (Resultante)
te acompañe!
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