   |
|
|
|
FORZAS.
EFECTOS QUE PRODUCEN |
|
As palabras que usamos na linguaxe cotiá non sempre teñen o mesmo significado que lle damos no campo da ciencia. Iso pasa coa palabra
forza. Cando dicimos na vida cotiá que algo ten moita forza ou que é moi forte asociámolo máis ao concepto físico de enerxía.
Que é a forza? Ás veces as forza nótanse, por exemplo cando hai unha deformación, cando provocan un movemento. Pero outras veces non se notan, cando poñemos a mesa, colocamos pratos, vasos e cubertos sobra a mesa, non vemos as forzas que se establecen entre estes obxectos e a mesa, pero existen.
Queres saber se hai unha forza? Pois pensa se hai unha interacción entre dous
corpos. Se hai interacción entre dous corpos seguro que hai unha forza. Interacciona o prato coa mesa?, pois entón hai forza. Como saber
se o prato interacciona coa mesa? Imaxina que desaparecese a mesa por encantamento, que pasaría co prato, ah! pois
se pasa algo é que a mesa interacciona co prato.
Podemos dicir que as forzas poñen de manifesto a interacción entre os
corpos.
Cando se clasifican as forzas ás veces dividímolas en forzas por contacto e
forzas a distancia. Dar unha patada a un balón sería unha forza por contacto e a atracción gravitatoria que fai que o balón volva ao chan serías unha forza a distancia. En realidade todas as forzas son forzas a distancia, poderiámolas dividir en forzas a pequena distancia e a gran distancia.
Como podemos detectar as forzas? Xa vemos que non é fácil ás veces. Temos que fixarnos nos efectos que producen as forzas sobre os corpos e estes son só tres:
- As forzas producen cambios no movemento
- As forzas producen deformacións
- As forzas manteñen aos corpos en equilibrio
Se detectamos algún destes efectos é que estamos ante unhas
forzas.
As forzas son máis curiosas aínda, nunca aparecen soas, aparecen a pares, de dous en dous, curioso non?
|
|
ESTUDIO
DUN RESORTE |
|
Un dos efectos das forzas sobre os corpos é producir deformacións.
Fíxate como se deforma unha pelota de tenis no momento do saque:
Hai deformacións que non as percibimos de tan rápidas
que son, pero ocorren.
Unha deformación máis fácil de ver é a que sofre unha
goma elástica ou un resorte cando os estiramos. O seu estudo vai permitir un
método para medir as forzas.
Observa esta simulación da Universidade de Colorado.
Podemos realizar varios experimentos para saber máis dos resortes, e das
forzas.
1º Experimento: En Estiramento, marca
Lonxitude sen Estirar e Posición de Equilibrio. Coloca a regra
na liña de Lonxitude sen Estirar. Comproba que canto maior é a masa que
colga maior é o alongamento do resorte. Se a masa duplícase, duplícase o
alongamento? Si, entón son magnitudes directamente proporcionais. Podemos
usar unha proporción.
2º Experimento: En Estiramento, marca
Lonxitude sen Estirar e Posición de Equilibrio. Coloca a regra
na liña de Lonxitude sen Estirar. Escolle a Forza do resorte 1 que
queiras, non a cambies. Fai unha táboa de valores coas masas, de 50g,
100g e 250g e os alongamentos do resorte en centímetros. Representa nunha
gráfica as masas en ordenadas e os alongamentos en abscisas. Utiliza a
gráfica para calcular as masas vermella, azul e verde.
|
|
MEDIDA
E REPRESENTACIÓN DUNHA FORZA |
|
As forzas non dependen só do seu valor numérico, dependen da
dirección e sentido en que fagamos a forza, iso indícanos que estamos diante
unha magnitude vectorial. Por tanto para definir unha forza debemos falar da
súa orixe, o seu módulo, a súa dirección e o seu sentido. A orixe poñémolo
no centro do corpo ou onde facemos forza, o módulo é o valor numérico da
forza coa súa unidade, A dirección é a recta sobre a que facemos forza, e o
sentido indícanos cara a que extremo da recta facemos forza.
As forzas medímolas en newtons, N. Unha forza dun newton equivale aproximadamente ao peso duns 100g.
Para medir as forzas usaremos o dinamómetro que aproveita a propiedade que teñen os resortes de deformarse por acción dunha forza.
Cando facemos varias forzas á vez sobre un corpo podemos sumalas, a
forza suma, ou forza resultante, produce o mesmo efecto que as
forzas en conxunto. Esta suma non é aritmética, é unha suma xeométrica xa
que as forzas son vectores. Son magnitudes que dependen da dirección, fíxate
nun futbolista que vai tirar un penalti, ten que pensar en que dirección
debe darlle ao balón para conseguir que o porteiro non o pare.
Para comprobar como se suman forzas axudámonos desta simulación:
1º Experimento: No apartado Forza neta, marca
Suma de Forzas, Valores e Rapidez. Coloca un só home a tirar do carro, comproba que a suma de forzas é igual á forza que fai o home, e que a velocidade aumenta.
2º Experimento: No apartado Forza neta, marca
Suma de Forzas, Valores e Rapidez. Coloca homes de mesma forza a cada lado do carro, conseguen mover o carro? canto vale a suma de forzas neste caso? como varía a velocidade?
3º Experimento: No apartado Forza neta, marca
Suma de Forzas, Valores e Rapidez. Coloca homes de distinta forza a cada lado do carro, conseguen mover o carro? canto vale a suma de forzas neste caso? como varía a velocidade?
Comprobamos que para sumar forzas, se estas teñen o mesmo sentido súmanse, pero se teñen sentidos contrarios réstanse, e a suma ten o sentido da forza maior.
EXERCICIOS
PARA PRACTICAR
|
|
FORZAS
E DEFORMACIÓNS |
|
Imos tentar comprobar cal é a relación que hai entre a deformación que sofre un resorte e a forza que facemos sobre o
mesmo.
Ímonos axudar da seguinte simulación da Universidade de Colorado.
1º experimento: No apartado Introdución marca
Forza aplicada, Desprazamento e Valores. Estira o resorte, comproba que canto maior é a forza que se aplica maior é a elongación do resorte, é dicir, o que se alarga a partir da posición de equilibrio.
Podes sinalala marcando Posición
de equilibrio.
2º experimento: En leste mesmo apartado de Introdución aplica diferentes forzas sobre o resorte. Fai unha táboa de valores cos valores da forza e co valor da elongación. Representa estes valores nunha gráfica. Comproba que a grafica é unha recta, que coñecemos como función lineal.
3º experimento: Neste mesmo apartado de Introdución marca en
dous resortes. Nun resorte aplica unha forza e no outro o dobre de forza, comproba que a elongación é dobre onde se fixo o dobre de forza. Xa que logo comprobamos que a elongación é directamente proporcional á
forza.
Isto representámolo coa seguinte expresión:
Esta expresión coñécese como lei de Hooke, e nos di que
as deformacións que sofren os resortes son proporcionais ás forzas.
k é a constante de recuperación do resorte, depende do material e de como estea construído, e as súas unidades S.I. son
N/m
4º experimento: No mesmo apartado de
Introdución, calcula a constante de recuperación do resorte
utilizando a lei de Hooke e comproba que dá o mesmo valor que aparece na
simulación.
EXERCICIOS
PARA PRACTICAR
|
|
FORZAS
E MOVEMENTOS |
|
Sabemos que cando facemos forza sobre un corpo podemos movelo, aumentar a súa velocidade ou
frealo.
Ímonos a axudar da seguinte simulación da Universidade de Colorado.
1º experimento: No apartado Movemento marca
Forzas, Valores, Masas e Velocidade. Aplica un forza constante e observa que pasa coa
velocidade.
2º experimento: Neste mesmo apartado, marca Forzas,
Valores, Masas e Velocidade. Achega co rato o home á caixa ata que aplique certa forza, observa que a velocidade aumenta. Logo solta o rato para que o home deixe de facer forza, que ocorre? Observamos que a velocidade deixa de aumentar.
3º experimento: Neste mesmo apartado, marca Forzas,
Valores, Masas e Velocidade. Move o cursor azul de forza aplicada cara á dereita, o corpo móvese con velocidades crecentes. Logo move o cursor cara á esquerda, cara ás velocidades negativas, observa que a velocidade diminúe.
Cando aplicamos unha forza sobre un corpo aumentamos a súa velocidade.
Se un corpo en movemento experimenta unha forza en sentido contrario ao movemento fréase.
Observa como se aplica isto no deporte do curling:
EXERCICIOS
PARA PRACTICAR
|
|
|
|
