SESIÓN DE APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO 1. DATOS GENERALES: 1.1. I.E. : 40395 “COTA “COTA COTA COTA” 1.2. ÁREA : Ciencia Tecnología ecnolo gía y Amien!e 1.3. "I#E$ : %ec&n'a(ia 1.4. )RA*O : +&in!o. 1.5. ", *E -ORA% %EA"A$E% : -o(a/ 1. ROE%ORA : Angela &o E/ilco. 2.- TEMA:: ESTATICA 3.-CONTENIDOS BASICOS: 1. Está Estáti tica ca..- Con Conce cept pto o 2. La Fuerz Fuerza.a.- Prop Propied iedade ades, s, Unida Unidad d edici!n ". #atura #atura$ez $eza a de $as %uerza %uerzas s &. Le' Le'es de #e(t #e(ton on
). Fuerza Fuerzas s usada usadas s en estáti estática. ca. *. +iara +iaraa a de de Cuer Cuerpo po Lire Lire +CL +CL /. Condic Condicion iones es de e0ui$i e0ui$irio rio.. .- Centro de raedad
4.- OBJETIVOS.1. Ana$izan Ana$izan ' ca$cu$an ca$cu$an $os e%ecto e%ectos s de $as %uerzas %uerzas sore $os cuerpos cuerpos ediante un dina!etro dina!etro iden $a intensidad intensidad de $a 5.- MOTIVACIÓN. Los a$unos ediante %uerza %uerza cua$0uier cua$0uiera. a. Lueo Lueo rea$izan rea$izan $os diaraas diaraas de$ cuerpo cuerpo $ire de di%erentes di%erentes sisteas de %uerzas, indicando $as %uerzas internas ' tipos de apo'o. In%ieren $as Le'es de #e(ton
6.- ADQUISICIÓN ADQUISICIÓN Y RETENCIÓN 1.- ESTATICA.- Es $a parte de $a ecánica ecánica 0ue estudia a $as %uerzas, $os cuerpos cuerpos en e0ui$irio ' a$ centro de raedad. ESTATICA
FUERZA
EQUILIBRIO
CENTRO DE GRAVEDAD
interacci!n 0ue se ani%iesta entre dos dos cuerpos. cuerpos. Pueden Pueden ser 2.-LA FUERZA.- Es $a interacci!n en !"#$#! directo 3acci!n ' reacci!n4 o a %&'#$"&$,3raedad o anetiso4 0ue causan $a de%oraci!n de%oraci!n de un un cuerpo cuerpo o caio de posici!n. posici!n.
E()*+,!'.
a4.- Leantar. 4.- 5a$ar c4.- copriir
d4.- epu5ar e4.- presionar %4.- atracci!n
4.- 6epu$si!n
ROIEDADES DE LA FUERZA.- Tiene $a propiedad de una anitud ectoria$ 0ue tiene !&/)"0 %&)&"0 ')"#&%!0 *!%,! ' se representa ediante %$ec7as o ectores. Las %uerzas son ectores ' por $o tanto se opera con e$$as coo cua$0uier ector. 8a $o 7eos tratado en e$ tea de $os ectores ' sus operaciones
UNIDAD DE LA FUERZA.-Se9n e$ Sistea Internaciona$ de unidades 3SI4 $a unidad de $a %uerza es e$ N)#!" 3#4, i$orao %uerza 34 o dina 3din4. ' su diensi!n es LT-2 F = m.a
;tras unidades 0ue se ep$ean para $a edici!n de $as %uerzas son: <-% = rao %uerza $-%= $ira %uerza MEDICION DE FUERZAS.- Las %uerzas en %?sica se iden ediante un instruento $$aado dina!etro E, D&"$**)#!.- Es un instruento 0ue se uti$iza para edir $as %uerzas, es un sip$e ue$$e o resorte 0ue ide con una esca$a raduada, en e$ cua$ se $ee e$ a$or deterinado en e$ a$araiento 0ue su%re e$ ue$$e. 50.- NATURALEZA DE LAS FUERZAS.- Las %uerzas 0ue oiernan e$ Unierso se arupan en & tipos de %uerzas a.- Fuerza raitaciona$ 3raedad ' peso4 CLASES .- Fuerza E$ectrIca c4.-Fuerza an@ticas d.- Fuerzas nuc$eares3 dei$ ' %uerte4 • • •
a.- F)$ $$&!"$,.-Es $a %uerza de atracci!n de $os cuerpos deido a su asa. Un cuerpo a'or atrae a un cuerpo enor. Esta %uerza es u' d@i$ ' para sentir sus e%ectos es necesario 0ue uno de $os cuerpos tena una asa u' rande. E5ep$os : E$ so$ atrae a $os p$anetasB La tierra atrae a $a $una deido a su %uerza raitaciona$B
78.- F)$ ),)#!*$/"9#&$'.$8.- F)$ E,9#&$.- Es $a %uerza de atracci!n o repu$si!n entre dos cuerpos deido a 0ue aos poseen caras e$@ctricas. Una cara e$@ctrica 34 o 3-4 $os po$os opuesto se atraen ' $os po$os iua$es se repe$en. 78.- F)$ M$/"9#&$.- Es una de $as %uerzas adiciona$ a $a %uerza e$@ctrica, cuando $as caras e$@ctricas están en oiiento. E5. Los ianes con po$o 34
8.- F)$' ",)$)'.- Son %uerzas 0ue aparecen cuando $a distancia entre $os cuerpos es enor 0ue 1D-1) . ' desaparecen cuando esta distancia auenta. Son %uerzas de corto rano. Estas %uerzas ep$ican e$ por0ue de $as part?cu$as de un n9c$eo de un átoo se antienen unidas - )$ ",)$ )#).- Este tiene $uar entre part?cu$as e$eenta$es $$aadas 7adrones 3protones ' neutrones4 0ue constitu'en $os n9c$eos at!icos antiene unidos a $os n9c$eos. Es de corto a$cance. E5ep$o: $a ep$osi!n nuc$ear - F)$ ",)$ %97&, .- Es $a responsa$e de $a desinteraci!n de a$unas part?cu$as %undaenta$es, por e5ep$o $a desinteraci!n e$ part?cu$a eta. Se produce entre 7adrones, protones, e$ectrones ' neutrones. 6.-LEYES DE NE;TON. Sir Isaac #e(ton, %?sico ateático in$@s, uno de $os ás ri$$antes de $a 7istoria, antes de cup$ir "D aos %oru$o $as $e'es de $a ecánica en e$ ao de 1*/2: 1ra Ley .- .- Todo cuerpo continua en su estado de REPOSO o de movimiento a velocidad CONSTANTE en línea recta mientras que sobre el cuerpo no actué ninguna fuera resultante e!terna que lo obliguen a cambiar de velocidad" I")&$.- Es $a tendencia 0ue tienen $os cuerpos de antener su estado de reposo o de oiiento a e$ocidad constante. Interpretaci!n de $a $e' de $a inercia •
E()*+,! 1.- Cuando e$ us arranca, sentios 0ue soos oidos 7acia atrás. Esto se dee a 0ue por inercia $os cuerpos tienden a antener su estado de reposo.
2%$ L)=.- .- Todo cuerpo ateria$ soetido a $a acci!n de una %uerza resu$tante di%erente de cero ad0uiere una ace$eraci!n en $a isa direcci!n ' sentido de $as %uerzas resu$tantes Esto se sintetiza en $a siuiente %oru$a: Ace$eraci!n = Fuerza resu$tante = a = F asa 3ra Ley “A&" = )$&".- Cuando dos cuerpos A ' G interact9an, $a acci!n de A se opone una reacci!n G en $a direcci!n con e$ iso a$or, pero de sentido contrario>
isa
?.- FUERZAS USADAS EN ESTATICA.-
FUE6AS E# ESTATICA
14.- Fuerza 3F4 24.- Peso 3H4 "4.- Tensi!n 3T4 &4.- Coprensi!n 3C4 )4.- #ora$ 3#4 *4.- E$ástica 3Fe4
$8.- F)$ @F8.- Es $a acci!n 0ue se e5erce sore un cuerpo para odi%icar su estado
78.- )'! @;8.- Es una %uerza de orien raitaciona$ ' se enera por $a interacci!n entre $a tierra ' $os cuerpos. Es $a %uerza con 0ue $a tierra atrae a $os cuerpos. (= peso de$ cuerpo = asa de$ cuerpo W = m.g = raedad 3ace$eraci!n de $a raedad 3J. Ks2 4 Es siempre vertical y apunta hacia a bajo y se ubica en el C G (Centro de gravedad ( centro de la tierra) .-T)"'&" @T8.- Es %uerza de orien e$ectroan@tica se ani%iesta cuando un cuerpo esta $iado a un 7i$o o cuerda ' se trata de estirar$a. Esta %uerza se opone a$ a$e5aiento de$ cuerpo $iado de$ punto de suspensi!n de$ 7i5o o cuerda.
F
F
-
T -T N!#$.- A$ 7acer un corte iainario en C aparecen $as tensiones internas 3 -T ' T4 4.- Para contrarrestar esta separaci!n o$ecu$ar aparecen una %uerza de restituci!n $$aada tensi!n 3T4 $a cua$ se opone a $a %uerza eterior 3F4 %8.-C!*+)"'&".- Es $a %uerza 0ue aparece en e$ interior de un cuerpo r?ido 3ia, arra4 otiado por %uerzas eternas 0ue tratan de copriir$o. E5ep$o La arra de tiza soetido a %uerzas de coprensi!n 3T ' T8
F
•
F -
-
-T T A$ 7acer un corte iainario en C, aparecen $as %uerzas internas 3-T ' T4
%.- F)$ N!*$, @N8.- Es una %uerza de orien e$ectroan@tica en una super%icie $isa, esta ipide a$ cuerpo desp$azarse en $a direcci!n en $a perpendicu$ar co9n a $as super%icies de $os cuerpos en contacto. La nora$ se ra%ica en $a direcci!n opuesta a $a direcci!n en 0ue $a super%icie ipide su desp$azaiento e8.- F)$ ),'#&$@F)8.- Es una %uerza de orien e$ectroan@tica. Es una %uerza interna 0ue se ani%iestan cuando se de%oran cuerpos e$ásticos coo resortes o $ias Se ra%ica en direcci!n de$ resorte o cuero e$ástico. Se opone a $a acci!n rea$zada sore e$ cuerpo e$ástico. N!#$.- 6oert Mooe %ue e$ priero en esta$ecer esta re$aci!n ediante su inento )'!#) !*+)"'$%! +$$ " ),!( . La $e' de Mooe se escrie coo
L
X
Fe = K X F
Es proporciona$ a $a %uerza eterior 0ue prooca $a de%oraci!n. F. eterna = F eterna +onde: Fe = Fuerza e$ástica < = Constante de riidez 3depende de$ tipo de ateria$4 N = e$onaci!n SISTEMA DE FUERZAS.- Se denoina as? a un con5unto de %uerzas ap$icadas a un iso cuerpo 3coponentes de un sistea4. Puede sen %uerzas concurrentes o %uerzas para$e$as. CARACTERISTICAS DE UN SISTEMA DE FUERZAS.- Para e%ectuar un aná$isis correcto de un sistea de %uerzas deeos considerar tres aspectos %undaenta$es a4.- %uerzas internas 3tensi!n ' coprensi!n4 4.-Tipos de apo'o 3%i5o, !i$ ' coneiones4 c4.- +iaraa de$ cuerpo Lire 3+CL4
DIARAMA DEL CUERO LIBRE @D.C.L8.-
CONCETO-.-Se denoina as? a $a representaci!n ra%ica de $as %uerzas 0ue act9an sore un cuerpo para $a cua$ se a?s$a a$ capo de$ todo e$ sistea, $ueo $as %uerzas se representan se9n su tipo por %$ec7as con orientaci!n ' sentido deterinados. Macer e$ +CL es representar rá%icaente $as %uerzas 0ue act9an sore e$.
ASOS:.
a4.- Se 7a$$a e$ cuerpo de todo e$ sistea 4.- Se representa e$ peso de$ cuerpo de todo e$ sistea ediante e$ ector, diriido siepre 7acia e$ centro de $a tierra. c4.- Si eisten super%icies en contacto se representa a $a reacci!n ediante un ector perpendicu$ar a dic7a super%icie ' epu5ando siepre a$ cuerpo. d4.- Si 7uieran cuerdas ' ca$es se representa a $a T)"'&" ediante un ector 0ue esta siepre 5a$ando a$ cuerpo, preio corte iainario. e4.- Si eisten arras copriidas, se representa $a !*+)"'&" ediante un ector 0ue siepre esta epu5ando a$ cuerpo. Preio corte iainario.
E()*+,! 1.- Macer e$ +CL de$ siuiente cuerpo. T
'
cuerda W
Peso
E()*+,! 2.- Macer e$ +CL de$ siuiente cuerpo T1
4"DO
"DO 3
T2
W
E()*+,! 3.- En $a %iura se uestra un $o0ue de peso H suspendido por dos cuerdas %i5as a$ tec7o. Ma$$ar $as tensiones de estas dos cuerdas: ' T1 T2
W
"DO
H
S!,&n. Por $a priera $e' de #e(ton: F = T2 cos "DO - T1 sen "DO = D 314 F' = T2 cos "DO - H = D ..324 +e $a ecuaci!n 314 T1 = T2 6eep$azaos este resu$tado en $a ecuaci!n 324 T1Sen "DQ = D.) . T2 = H T1 = T2 = H
"DO
2.- EL EQUILIBRIO
CONCETO.-Un cuerpos cua$es0uiera se encuentra en e0ui$irio cuando carece de todo tipo de ace$eraci!n3a=D4 es decir cuando se encuentra en reposo o en 6U 3oiiento recti$?neo uni%ore4 TIOS DE EQUILIBRIO.- Eisten dos: $8.- E&,&7&! )'##&!.- Cuando un cuerpo se encuentra en reposo es decir carece de e$ocidad ' ace$eraci!n 3=D4 ' 3a=D4
78.- E&,&7&! &"9#&!.- Cuando e$ cuerpo se uee en $?nea recta ' a e$ocidad constante.36U4 6U
CONDICIONES DE EQUILIBRIO a4.- &*)$ !"%&&" %) )&,&7&!.- Si un cuerpo se encuentra en e0ui$irio entonces $as %uerzas resu$tantes 0ue act9an sore @$ es iua$ a ceroB Si sore un cuerpo en e0ui$irio 34 act9an cuatro %uerzas estas deen ser concurrentes, cop$anares o para$e$as cuando $a resu$tante de todas $a %uerzas sea iua$ a cero. RF = D F1
%2
F"
F&
C!"%&&" $&$.- Si $a resu$tante de un sistea de ectores es nu$a e$ po$?ono 0ue se %ora será cerrado. F1
F"
F2
F& F1 F2F"F& = D
C!"%&&" $,/)7$&$.6 = F1 F2 F" F& 6 = D
6' = D
E()*+,! 1.- Ma$$a e$ a$or de F" necesario para 0ue e$ $o0ue P de $a %iura se encuentre en e0ui$irio 3no eiste rozaiento4 F1 = * F2 =
P
F" = 1& #
RF = D = F" F1- F2 = D == F" = F1 F2 F" = * # # = 1& #
CENTRO DE RAVEDAD.-
C!")+#!.- Es e$ punto de ap$icaci!n de$ peso de un cuerpo. A$ centro de $a raedad se $e $$aa tai@n aricentro o centro de asa. Cuando un cuerpo tiene %ora eo@trica reu$ar enera$ente coincide e$ centro de raedad con su centro eo@trico.
RINCIALES CENTROS DE RAVEDAD 1.- de una recta se encuentra en e$ punto edio c 2.- +e una circun%erencia, de un c?rcu$o o de una es%era o de un po$?ono reu$ar se encuentra a$ centro.
".- +e un prisa o de un ci$indro recto, se 7a$$a en $a itad de $a recta 0ue une $os centros de raedad &.- de un tetraedro o de un cono se encuentra a de su a$tura sore $a ase
CUESTIONARIO
1) ¿Qe e!"#$a %a e!"&"$'a( ) ¿Qe e*"$e*#e! +,- e-/a( 0) ¿Ca%e! !,* %a! +-,+$e#a#e! #e %a e-/a ) ¿Qe e*"$e*#e! +,- e-/a! ',*'--e*"e!( 2) ¿Qe e! e% e3$%$4-$,(( 5) Ca*#, !e #$'e 3e * 'e-+, e!"a e* e3$%$4-$, 6) ¿Ca*"a! '%a!e! #e e3$%$4-$, ',*,'e!(. ¿C&%e! !,*( 7) ¿A 3e !e %%ama e3$%$4-$, e!"&"$',( 8) ¿A 3e !e %%ama e3$%$4-$, #$*&m$',( 19) E* 3e !e 4a!a %a %e: #e ;,,*( 10) ¿Ca% e! e% +-$*'$+$, #e a''$>* : -ea''$>*( 1) T,#, 'e-+, "$e*e * %ga- #,*#e !e ',*'e*"-a ",#, ! +e!, : e!"e !e %%ama a. P*", #e $*e-'$a 4. Ce*"-, #e g-a?e#a# '. P*", #e e3$%$4-$, #. P*", G e. P*", #e !!+e*!$>* 1.@ De %a '$*"a #e% ?$#e, #e %a ?$#a #e I!aa' Ne",* -ea%$/a- * -e!me* a! ',m, %a %$!"a #e %e:e! , +-$*'$+$,! 3e e% +-,m%g> a'e-%, e* *, me*,! #e *a +ag$*a.
Grados
3
.5
.H6
3?
3G5 .6
4G5 .H
45
.?
.?
666666666666666666666666666666666666666666666 666666666666666666666666666666666666666666 #o.7o. *IRECTOR
53
4G5 .H
3G5 .6
6
.H6 .5
*OCE"TE