Presentación: Leyes de Newton

•8 octubre 2009 • Dejar un comentario

A continuación hay una presentación que ayuda a complementar lo que hemos estado viendo acerca de las leyes de Newton. Espero que sea de gran ayuda para ustedes.

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Dinámica Newtoniana

•7 octubre 2009 • Dejar un comentario

     El tema de hoy es un complemento a lo que hemos estado viendo sobre las leyes de Newton.Isaac Newton

     Es fascinante poder comprender que casi todos los principios de la mecánica, la óptica, la electricidad y el magnetismo están basados en estas leyes tan sencillas de enunciar pero en ocasiones tan complejas de aplicar correctamente a experiencias cotidianas; experiencias siempre sometidas a interacciones como la gravedad o el rozamiento que suelen enmascarar los resultados llevando a conclusiones erróneas. Esto precisamente es lo que hace que ciencias como la física se preocupen tanto por estudiar a fondo estos temas y dejar lo más claro posible el procedimiento para ponerlas en análisis práctico.

     Precisamente esto mismo es lo que hoy nos invita a profundizar un poco más aún, sin embargo, en esta ocasión dado que ya hemos explicado los fundamentos y definiciones de las mismas, trataremos de enfocarnos más a uno de sus campos de aplicación más importantes: la dinámica.

     Revisando el material del que disponemos en internet, he encontrado una página del Instituto de Tecnologías Educativas del Gobierno de España en la que se presentan actividades que facilitan prácticas de laboratorio virtual y actividades de autoevaluación en torno a la dinámica newtoniana, es decir, un recurso informático que permite simular experiencias difícilmente realizables en un laboratorio escolar, visualizar efectos invisibles en la realidad y obtener datos del movimiento de un objeto que pueden conducirnos, tras el análisis correspondiente, a resultados difícilmente alcanzables en las condiciones cotidianas de experimentación.

     Los invito pues a visitar esta página cuyo link de acceso es: http://www.ite.educacion.es/pamc/pamc_2007/dinamica_leyes_newton/

En esta página como bien les decía ya, la información está clasificada en 4 unidades principales:

1. Fuerzas y accionesteoria-interacciones-dinamicas
2. Leyes de Newton
3. Fuerzas de rozamiento (Fricción)
4. Sistemas no inerciales.

     La primera de ellas es un bloque que a manera de introducción explica el concepto de fuerza y sus efectos sobre la masa. Cabe mencionar que la importancia del mismo radica en el aprendizaje de la determinación correcta de las fuerzas que actúan en un cuerpo dado que un error en esta parte del análisis nos lleva a la resolución errónea de ejercicios. Además, esta unidad nos hará diferenciar la cinemática de la dinámica entre otros conceptos igualmente importantes.

     El segundo bloque nos hará ver de manera gráfica cada una de las leyes de Newton, además de darnos una breve reseña histórica del cómo éstas revolucionaron a la física moderna. Existe además la oportunidad de experimentar en el laboratorio virtual de dinámica dichos conceptos de modo que aprendamos significativamente la aplicación de los mismos.

    La tercera unidad de Fuerzas de rozamiento dejará en claro el concepto de fricción estática y fricción cinética, así como los modelos matemáticos principales que rigen a dichos principios. Igualmente también se dispone del laboratorio de rozamiento para reforzar el conocimiento.

     Por último, en sistemas no inerciales aprenderemos como existen casos específicos para los que no aplican las leyes de newton tal y como las conocemos, es decir, veremos como las aportaciones de Albert Einstein también revolucionaron mucho el análisis de dichos sistemas y explican el porqué de los fenómenos que allí se experimentan.

     Como puede observarse, dicha página interactiva reforzará nuestros conocimientos y aún será capaz de retroalimentarnos de manera gráfica, dejándolos aún más claros y afianzados en cada una de nuestras mentes, e incluso, para corroborarlo, la misma página ofrece tests de autoevaluación que pondrán a prueba cada uno de estos conceptos.Vista previa

     Por lo demás, para aprender a utilizar la página, allí mismo aparecen guías tanto para profesor como para alumno que dejan en claro la función de cada uno de los botones que vamos a utilizar así que no debe haber problema alguno para explorarla por completo.

     Así que ánimo y descubramos juntos más sobre lo fascinante de la dinámica newtoniana y sus aplicaciones a este mundo lleno de avances tecnológicos y constante evolución, después de todo la ciencia es esto, un esfuerzo comunitario por entender el mundo y sus leyes, la búsqueda misma que objeta la generación de nuevo conocimiento…

Operación Pandemia

•3 octubre 2009 • Dejar un comentario

Hey que tal! A poco no se han preguntado que es lo que se escondió realmente tras la influenza porcina..? Es decir, todos estamos concientes del alboroto que se armó y toda la controversia que semejante “amenaza de pandemia” provocó en nuestro país pero, ¿en realidad era para tanto? Muy en lo personal nunca me constó ni un solo caso y de los mencionados en los noticieros y/o periódicos y además, de éstos mismos nunca se dió ningún dato mas allá que la estadística de los infectados. Dejando a un lado esto (que igualmente es suficiente como para pensar que había algo más tras todo esto) ¿Qué ha pasado ahora entonces con el virus? ¿Desapareció así de repente? ¿Una mañana se levantó y dijo: “Ya no tengo ganas de infectar a nadie”?… En fin, encontré este video que parece tener mucho fundamento en todo lo que dice así que los invito a verlo y analizar juntos realmente cuál es la verdad oculta tras la cortina, despuésde todo, la ignorancia no nos viene a bien en ningún momento.

Mapas Conceptuales y Aprendizaje Significativo

•2 octubre 2009 • Dejar un comentario

     El tema que vamos a tratar ahora no es más que una herramienta bastante útil a la hora que queramos explicar algún concepto nuevo. Se trata de los mapas conceptuales. Un mapa conceptual, sin importar el área en que estemos involucrados, siempre resulta de gran ayuda ya  que propone información meramente teórica pero igualmente importante de manera gráfica y visual, de modo que no solo nos sirve para exponer conceptos a otros sino también para organizar aquella en la que tengamos interés alguno.

     Un mapa conceptual, en términos básicos, es sólo un diagrama que ayuda a interrelacionar conceptos con ideas principales, ya sea a través de flechas o líneas, o bien interponiendo palabras de enlace entre unos y otros, pero siempre dejando en claro lo que se quiere exponer.

     Algo muy importante que vale la pena mencionar es que estos diagramas suelen organizarse de modo que una idea principal lleve a una idea secundaria, a manera de orden jerárquico sin embargo, esto no significa que sean organigramas o que puedan ser confundidos con diagramas de flujo sino que gracias a su flexibilidad, constituyen una herramienta auxiliar bastante importante y potencial para el estudio y el aprendizaje significativo.

      Generalmente un mapa conceptual usa figuras geométricas para encerrar la información, figuras tales como elipses, rectángulos, círculos, entre otras, pero en realidad no tienen significado alguno como en un diagrama de flujo. Si bien es común que los conceptos más generales se encierren en elipses y los específicos en rectángulos, esto no significa que sea una regla a seguir; igual sucede con los tamaños, formas y/o colores de las líneas que unan a los conceptos, tampoco tienen significado alguno salvo al que el mismo autor del mapa pudiera hacer referencia.

     Por otro lado, siempre debe quedar claro en el mapa cuáles son los conceptos más importantes y cuáles son los secundarios o específicos. Las flechas  pueden utilizarse para dar una idea de dirección a determinadas relaciones conceptuales, pero no obligatoriamente. Es decir, para hacer un mapa conceptual en realidad no existen reglas de formato, si bien puede usarse la “jerarquía” de conceptos o las figuras geométricas para ordenarlo, en realidad nada lo limita. Lo verdaderamente importante aquí es que el mapa sea un instrumento capaz de poner en evidencia los significados de los conceptos y las relaciones que pudieran surgir entre unos y otros, o en su defecto, ser lo suficientemente claro de modo que el autor del mismo sea capaz de explicar entonces dicho significado y la relación que encontró entre cada uno de ellos.

      Cabe mencionar que en los mapas conceptuales también es posible escribir algunas palabras que sirvan de enlace, sobre las líneas que interrelacionan a los conceptos, de modo que esto deje más en claro la dependencia que se expone y facilite también su explicación. Aunque lo correcto es que la misma persona que ha creado el mapa conceptual, sea autora de la explicación del mismo, de este modo no se pierde nada de la información y cada concepto está bien identificado.

     Para la realización de un mapa conceptual lo primero que tenemos que hacer es elegir el tema, una vez dejando en claro sobre lo que vamos a hablar, hay que conseguir toda la información relevante al respecto que pudiera sernos de utilidad, leerla e identificar todas las ideas principales y/o secundarias que pudieran ser de interés en la exposición de la información. Hecho esto, se procede a ordenarlos por grado de importancia al tiempo que identificamos que conceptos son derivados de otros y qué es lo que los interrelaciona para así finalmente exponer la idea principal de las principales y comenzar a emanar de ella el resto de la información con el uso de flechas y palabras sobre de ellas que aclaren la idea que se expone.

      El uso de los mapas conceptuales viene a ser tan dinámico como la creatividad misma del autor lo permita, por que por ejemplo bien pueden ser usados para referirse solo a un pequeño concepto como a toda una unidad de conceptos y/o definiciones, aplicados solo a una unidad de estudio o bien, a todo un curso completo. Bien pueden dar solo una visión general acerca de un tema, como profundizarlo hasta donde sea necesario. Su versatilidad es entonces lo que los hace tan importantes como recursos y herramientas de la enseñanza y el aprendizaje, y lo que nos permite también incluirlos en casi cualquier trabajo de investigación o muestra de información.

 Otro punto importante es señalar que un mapa conceptual es también un auxiliar en la manifestación del aprendizaje significativo de una persona, es decir, estos mapas tienen la capacidad de evidenciar la manera en que cierta información ha quedado almacenada en la mente de alguien; bien es sabido que muchas veces el conocimiento que adquirimos se basa en el mecanismo o memorización de determinados conceptos que solo reproducimos en un examen o evaluación, cuando lo verdaderamente importante es el identificar que parte de ese conocimiento ha quedado almacenado en nuestra red neuronal de modo que pueda ser aplicado y expuesto en el momento que surja la verdadera necesidad de usarlo. Es este aprendizaje significativo el que realmente nos entrena en todas y cada una de las competencias que los sistemas de educación aquí en México han comenzado a implementar; y son precisamente los mapas conceptuales la herramienta más adecuada para evaluarlo no tanto cuantitativamente sino en calidad y darnos cuenta del verdadero progreso y productividad de una clase en sus alumnos.

 En la actualidad existe ya mucha teoría que habla al respecto y verdaderamente se vuelve interesante internarnos más a estos temas que amenazan con ser el nuevo concepto de educación en nuestro país. En lo personal esto ha sido algo que he aprendido mucho de un profesor en la universidad pero valla, existen documentos como el publicado por Marco Antonio Moreira del instituto de física UFRGS en Brasil entre otros, que exponen aún con más claridad este tema del que estamos hablando. Para encontrarlo solo sigan el siguiente link: http://www.if.ufrgs.br/~moreira/mapasesp.pdf

Evaluación de las leyes de Newton

•2 octubre 2009 • Dejar un comentario

EvaluacionPara no perder la costumbre, a continuación una pequeña evaluación que nos permitirá saber que tan bien hemos aprendido los conceptos que vimos en el post anterior. Las respuestas correctas se encuentran en la parte final para que corrobores, pero te recomiendo que lo contestes a conciencia ya que sólo así te darás cuenta realmente de tu aprendizaje.

1. 1. A un cuerpo se la aplican dos fuerzas iguales de 2 N cada una que forman entre sí un águlo de 90º. La resultante será de…

A.       4 N

B.      entre 2 y 4 N

C.      menor de 2 N


      1. 2. Indica las correspondencias correctas entre la magnitud y el
           aparato utilizado para medirla.

A.      peso——-balanza

B.      masa——balanza

C.      aceleración——-dinamómetro

  1. 3. “La Luna en su movimiento alrededor de la Tierra describe una trayectoria libre perfectamente explicada por el Principio de Inercia”. ¿Es correcta la afirmación?

A.      Sí, se mueve libremente tal como afirma el Principio de inercia.

B.      Sí, aunque el viento cósmico la frena un poco.

C.      No es correcta: no está en reposo ni se mueve con movimiento rectilíneo.

  1. 4. Para producir un movimiento uniforme se precisa….

A.      una fuerza constante.

B.      ausencia de fuerzas o que la suma de las que actúan sea cero.

C.      una fuerza que impida que acelere.

  1. 5. Para producir un movimiento uniformemente acelerado rectilíneo se precisa…

A.      una fuerza

B.      ausencia de fuerzas o que la suma de todas las que actúan sea cero.

C.      Una fuerza aplicada siempre en la dirección de la velocidad.

  1. 6. Para que exista un movimiento circular uniforme se requiere…

A.      una fuerza constante y de dirección perpendicular siempre a la velocidad.

B.      ausencia de fuerzas

C.      una fuerza tangente a la trayectoria

  1. 7. ¿Cómo debe aplicarse una fuerza a un móvil para que no cambie el módulo de su velocidad?

A.      En la dirección de la velocidad

B.      En la dirección opuesta a la velocidad

C.      En una dirección perpendiculara a la velocidad

  1. 8. Para arrastrar un cuerpo sobre el suelo hay que aplicarle una….

A.      fuerza igual a la fuerza del rozamiento

B.      una fuerza mayor que la fuerza de rozamiento.

C.      una fuerza igual a la normal

  1. 9. Tenemos un cuerpo en reposo aislado y libre de interacciones ¿Qué le ocurrirá si sufre una sola interacción ?

A.      Se originarán dos fuerzas sobre él.

B.      Estará sometido a una fuerza mientras dure la interacción.

C.      Se moverá con movimiento uniforme por efecto de esa acción.

  1. 10. Para que un cuerpo esté quieto o se mueva con movimiento uniforme debe estar sometido …

A.      a una sola interacción

B.      a dos interacciones tales que anulen sus efectos.

C.      a un número par de interacciones.

  1. 11. La interacción de un bloque sobre la mesa que apoya produce una fuerza sobre la mesa y otra sobre el cuerpo que es ….

A.      el peso

B.      la normal

C.      la inercia

  1. 12. En el tramo OA de esta gráfica de movimiento la fuerza resultante que actúa es…..

A.      constante

B.      está aumentando.

C.      neutraliza el rozamiento

  1. 13. En el tramo CD de esta gráfica de movimiento existe una fuerza total resultante….

A.      igual a cero

B.      positiva

C.      que frena el móvil

  1. 14. Si una masa de 2 kg alarga un muelle 0,5 cm ¿Qué masa lo alargará 2 cm?.

A.      4 kg

B.      8 kg

C.      La masa no lo alarga se requiere un peso

  1. 15. La masa refleja la propiedad de los cuerpos llamada inercia que representa su forma de reaccionar al movimiento. Si dos fuerzas iguales aplicadas sobre dos cuerpos producen en uno doble aceleración que en el otro ¿qué se puede decir de sus masas?

A.      una masa es doble de la otra (uno tiene doble inercia a permanecer como está).

B.      el de más aceleración tiene más masa.

C.      el de menos aceleración tiene menos masa.

  1. 16. Un caballo tira de una carreta con la misma fuerza que la carreta tira del caballo, por lo tanto no se moverán. ¿Qué opinas?

A.      Correcto

B.      Incorrecto

C.      Depende

 

Resp. 1-B, 2-B, 3-C, 4-B, 5-C, 6-A, 7-C, 8-A, 9-B, 10-B, 11-B, 12-B, 13-C, 14-B, 15-A, 16-B

Leyes de Newton

•2 octubre 2009 • 1 comentario

     Las famosísimas leyes de Newton… ¿Cuántas veces nos hemos topado con este tema en nuestras clases de mecánica o física? Y ¿Cuantas de éstas nos ha quedado claro el concepto?  jajaja  Creo que es algo que nos pasa a la mayoría así que no hay nada de que preocuparse.

Antes de entrar de lleno en el tema es muy importante que dejemos en claro algunos conceptos así que comencemos por definir “fuerza”.  Según la real academia de la lengua española, fuerza es el vigor, robustez y capacidad para mover algo o a alguien que tenga peso o haga resistencia; es decir, fuerza será aquella causa capaz de producir “algún efecto” (que ya veremos más adelante) en un cuerpo o masa. representacion de fuerzaAhora bien, algo muy importante también es que estemos conscientes de la correcta representación de las fuerzas ya que muchas veces estamos acostumbrados a sólo mencionar su valor y sus unidades, cuando en realidad deben ser expresadas tanto su magnitud con unidades como su dirección y el dónde es aplicada, es decir, toda fuerza ha de representarse a manera de vector donde esta información quede claramente especificada, de modo que se nos facilite trabajar con ella.

A estas alturas es posible que haya surgido una nueva pregunta: ¿Qué da origen a las fuerzas? Y bueno, trataremos de responderla. Sabemos bien que la masa es una magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo (Kg) y que como tal, tiene la cualidad de crear una interacción entre dos cuerpos, pero ¿qué es interacción? InteraccionInteracción es entonces una acción que se ejerce recíprocamente entre dos o más objetos, por ejemplo, dado el campo gravitacional de la tierra entendemos que ésta atrae a todos los cuerpos que la rodean y de igual forma entonces, todos los cuerpos atraen a la tierra; por tanto es posible ver que toda interacción da lugar a dos fuerzas iguales y opuestas tal que en cada cuerpo que interactúa, aparece una de ellas. Este es el origen de las fuerzas ¡Así es como nacen! Algo importante es no perder de vista que las interacciones pueden darse tanto a distancia (ej. electromagnetismo) como por contacto (ej. un choque) y que por tanto ambos casos pueden generar fuerzas, de este modo entendemos aún más que son las fuerzas y que las originan.

Paso siguiente, ¿qué efectos producen? Bien, para esto los vamos a clasificar básicamente en tres efectos principales:
Deformación: tal es el caso de un accidente automovilístico en el que los cuerpos (autos) son deformados o bien, un resorte, al que cuando se le aplica una fuerza o un peso, también su forma es cambiada e incluso alcanza longitudes mayores.
Variación del valor de la velocidad: Aquí por ejemplo tenemos a un cuerpo en reposo (V=0) donde todas sus fuerzas mantienen equilibrio (suma de fuerzas igual a cero) pero de repente un agente externo (fuerza desequilibrada) es aplicada y se ve forzado a cambiar su velocidad, este cambio es efecto también.
Variación de la dirección de la velocidad: Para explicar bien esto tendríamos que entrar en detalle con proyectiles y sus modelos matemáticos pero piénsalo así, una pelota de béisbol que es bateada y viaja libremente por el aire.Masas distintas Si bien es cierto que la gravedad estará atrayéndola hacia el suelo y esta fuerza es constante, el peso de la pelota tendrá mucho que ver con la altura que alcanzará y la longitud horizontal que será capaz de recorrer. No es lo mismo arrojar una pelota de béisbol que una bola de boliche, aunque a ambas se le aplique la misma fuerza inicial, cada una dibujara una trayectoria distinta dado su peso y el roce que tienen con el aire, el punto aquí es que su masa (multiplicada por la aceleración gravitacional) será una fuerza que interactúa con la gravedad y que será capaz también de modificar tanto la dirección como la velocidad del cuerpo que vuela. Este es el otro efecto que tratamos de describir, ya en términos más técnicos diríamos que la fuerza cambia la dirección de la velocidad siempre que sus direcciones no coincidan. Si la fuerza es en todo tiempo perpendicular, sólo cambia la dirección de la velocidad, en cambio, si no es perpendicular y tampoco coincide con la dirección de la velocidad, la modifica tanto en dirección como en magnitud.

Para dejar bien en claro esto de las fuerzas ya sólo hace falta mencionar en la mayoría de las ocasiones nos encontramos con sistemas que se componen de al menos dos o más  fuerzas por lo que para trabajar con ellos, debemos entender que éstas pueden ser sumadas o restadas según nuestras necesidades. Para hacer esto existen varios métodos tales como el paralelogramo, descomposición, análisis, suma de coordenadas, etc. Sin embargo no entraremos en detalle a ellos en estos momentos, solo tengamos en cuenta que toda fuerza expresada como vector puede sumarse a otras para dar una sola fuerza resultante equivalente tanto en magnitud como en dirección.

Primera Ley de Newton

Básicamente esta ley también conocida como ley de inercia, nos indica que si un cuerpo (en el vacío y sin fricción) está en equilibrio (condición de equilibrio: suma de fuerzas igual a cero o velocidad constante) y no hay fuerza alguna que lo desequilibre, entonces Estado de Reposoel cuerpo permanecerá en ese estado durante tiempo indeterminado, pero la pregunta aquí es ¿Por qué? Y bueno, lo explica otro concepto de la física llamado inercia. La inercia expresa la tendencia de un cuerpo a mantenerse en el estado en que está. Si está en reposo y no actúan fuerzas sobre él, continúa en reposo. Si no actúan fuerzas pero estaba en movimiento, continúa con movimiento uniforme. A continuación un video que explica un poco más a fondo este concepto de inercia y la primera ley de Newton a través de la experimentación.  

Segunda Ley de Newton

Esta segunda ley explica en base a un modelo matemático, cómo si existe una fuerza resultante distinta de cero (fuerza desequilibrada)  en un sistema, es provocada una aceleración tal que aumenta la velocidad del mismo conforme pasa el tiempo. Es decir: F=ma
De ésta ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido. Para entender un poco más todo esto tenemos el siguiente video.  Tercera Ley de Newton

Esta ley se conoce como la ley de acción y reacción y valla, es con la que más deberíamos estar familiarizados. Además ya la explicábamos indirectamente mientras hablábamos de las interacciones.
Tercera Ley de NewtonEl enunciado de la ley dice que a cada acción corresponde una reacción igual en magnitud pero en sentido opuesto, es decir, cuando dos partículas interaccionan, la fuerza F que la primera ejerce sobre la segunda, es igual y opuesta a la fuerza F que la segunda ejerce sobre la primera, estando ambas sobre la recta que une las partículas. El proceso es simultáneo. Las fuerzas existen mientras dura la interacción. Se escribe F1/2 para indicar la fuerza que el cuerpo 1 ejerce sobre el 2 y F 2/1 para indica la fuerza que el cuerpo 2 ejerce sobre el 1. Son iguales y opuestas. Están aplicadas en distinto cuerpo (de estar aplicadas las dos en el mismo se anularían). Fuerzas opuestasEn los choques es muy común darse cuenta de esto, dado que se producen múltiples situaciones en cuanto a velocidades de rebote según la masa de los objetos que interaccionan y sus velocidades. Los choques entre objetos con igual masa y distintas velocidades intercambian sus velocidades.
El siguiente video muestra un ejemplo más gráfico de esta ley, aplicada a la gimnasia.

 Para mayor información visitar http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/dinamica/index.htm

El orgullo de ser Ingeniero

•29 septiembre 2009 • 2 comentarios

Hey que tal! Navegando por la red encontré este video que habla acerca de la ingeniería electrónica pero saben, creo que puede aplicar a cualquier campo de la ingeniería ya que despues de todo, ciertamente es un don el que tenemos para ejercerla. Disfrútenlo y no olviden dejar sus comentarios. Hasta luego!