
A partir de las simulaciones que hemos seleccionado del laboratorio virtual de la web PhET debes completar las siguientes actividades que te proponemos:

A partir de las simulaciones que hemos seleccionado del laboratorio virtual de la web PhET debes completar las siguientes actividades que te proponemos:
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Accede al simulación de arriba, pulsa en la pestaña de «Movimiento» y marca las casillas tal como están marcada en la imagen. Para aprender su funcionamiento, por ejemplo, aplica la fuerza de 500 N a la caja de 50 kg hacia la derecha que alcance la velocidad máxima por la caída de la persona que empuja. A continuación, responde a las preguntas de los siguientes ejercicios en la plantilla que te ofrecemos al final de la tarea. |
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2. Apunta los resultados obtenidos al ir cambiando el valor de la fuerza aplicada en la siguiente tabla. Debes calcular aplicando una de las leyes de Newton el valor de la aceleración en cada caso.
| Masa del objeto (Kg) | Fuerza (N) | Aceleración (m/s2 ) |
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 |
3.a Mientras que se estaba aplicando la fuerza, qué ocurría con la rapidez?
3.b. ¿Por qué la velocidad máxima no disminuye justo cuando deja de actuar la fuerza?
3.c. ¿Qué principio de la dinámica se está cumpliendo entonces?
La fuerza es una magnitud física vectorial que mide la interacción entre dos cuerpos. Siempre van en pareja, ya que son interacciones entre dos cuerpos.
Son magnitudes vectoriales, que puedes dibujarlas, pues no solo importa lo grandes que son, sino también sobre qué y hacia dónde actúan.
Las fuerzas entre cuerpo pueden ser:
Fuerzas de contacto, como cuando levantamos un mueble, o subimos un cubo con una polea.
Fuerzas a distancia: los cuerpos pueden estar lejanos y no tienen contacto, como son las fuerzas gravitatorias, magnéticas, etc.
Las fuerzas provocan cambios en el movimiento de un cuerpo o en su forma.
La unidad de fuerza del Sistema Internacional es el newton, que se representa por N. Un newton es la fuerza necesaria para producir una aceleración de 1 m/s2 a un cuerpo de 1 kg de masa
Fue Newton quien, basándose en los trabajos de Galileo, estableció las propiedades de las fuerzas y la relación de éstas con el movimiento. Todo el trabajo se resumió en tres leyes o principios:
Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza o la suma de todas ellas es nula, el cuerpo se mantendrá en reposo o describirá un movimiento rectilíneo uniforme.
Primera Ley de Newton o Principio de Inercia
La suma de todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo es igual al producto de la masa del cuerpo por la aceleración que provocan las fuerzas
Segunda Ley de Newton: Principio Fundamental de la Dinámica
Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, éste, a su vez, ejerce una fuerza igual y de sentido contrario sobre el primero
Tercera Ley de Newton: Principio de Acción y Reacción
Recursos de vídeo
A partir de la simulación para el estudio de la fuerzas gravitatorias entre dos masas que puedes visualizar en nuestro laboratorio virtual, responde a las siguientes preguntas:
1.a. Enuncia la Ley de Gravitación Universal y la tercera ley de Newton.
1.b. Reflexiona cómo varía el valor de la fuerza de atracción de los cuerpos al cambiar las masas y al cambiar la distancia que los separa.
1.c. ¿Se cumple la tercera Ley de Newton en los cuerpos celestes? ¿Se puede observar este principio en la simulación?
2.a. Establece los valores de la masas de los dos objetos en m1=4·109 Kg, m2=6· 109 Kg. Observa cómo varía la fuerza de atracción gravitatoria al cambiar la distancia. Para ello, completa la tabla siguiente:
| Distancia ( km) | 1 /distancia2 (km-2) | Fuerza (N) |
| 2 | ||
| 3 | ||
| 4 | ||
| 5 | ||
| 6 | ||
| 7 |
3.a. Representa la gráfica de la fuerza frente al inverso de la distancia al cuadrado
3.b. ¿Cómo podrías obtener la constante de gravitación universal a partir de la gráfica?
3.c. Busca el valor de esta constante y compáralo con el valor obtenido. Ten en cuenta que debes cambiar las unidades del valor experimental en la simulación al Sistema Internacional
Las fuerzas gravitatorias son las fuerzas con las que se atraen dos cuerpos cualesquiera, por el simple hecho de tener masa. Estas fuerzas, como todas, van en parejas y cada una actúa sobre uno de los cuerpos. Su valor depende de la masa de ambos cuerpos y de la distancia a la que se encuentran. Tienen el mismo módulo (valor) y dirección, pero son de sentido contrario. Un tipo de estas fuerzas es el peso, que no es más que la fuerza con que la Tierra atrae a un cuerpo:
… Newton, mirando al cielo, se dio cuenta de que si la Luna no seguía en línea recta por el espacio era porque una fuerza tiraba de ella en dirección al centro de la Tierra. Y se le ocurrió pensar que esa fuerza era la misma fuerza que hacía caer los cuerpos hacia el suelo, y que la Luna estaba dando vueltas en una órbita en un estado continuo de caída libre. Como resultado de todas estas cavilaciones, y apoyándose en otros descubrimientos científicos, enunció la ley de gravitación universal:
Dos cuerpos se atraen con una fuerza directamente proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa
Isaac Newton
Recursos adicionales
Para la realización de la gráfica te aconsejamos que utilices la herramienta de hoja de cálculo disponible en Libre Office o la propia hoja de cálculo de Google asociada a tu cuenta corporativa. Te mostramos un modelo de cómo debe quedarte el gráfico para otros valores de la masa.

Para ayudarte a calcular la constante gravitatoria a partir de la pendiente de la gráfica y de los valores de las masas puedes copiar este archivo de Google en tu Drive y trabajar con los datos que hayas obtenido. Sólo tienes que cambiar las masas y la fuerza de atracción obtenida para cada cada distancia
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Pulsa en «Estiramiento» de la simulación superior para poder responder a los ejercicios que te proponemos a continuación. Cuelga distintas masas para observar como los muelles se estiran. Ahora coloca la regla en la posición adecuada para que puedas medir el estiramiento del muelle. Prueba también a cambiar el botón deslizante que controla la "dureza" del muelle y observa qué ocurre. |
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| Masa del objeto (g) | Estiramiento del muelle (cm) (1 -pequeña , 2-grande) |
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| 50 | ||||||||||
| 100 | ||||||||||
| 250 | ||||||||||
A partir de los resultados de la tabla anterior, calcula la constante elástica en cada una de las posiciones del tipo de muelle. Exprésala en el Sistema Internacional de unidades.
Estiramiento del muelle (cm) (1 -pequeña , 2-grande) |
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| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
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masa/alargamiento (m /Δx) |
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| Constante elástica (N/m) | ||||||||||
Observa que si colocas el valor del botón deslizante "Fuerza del resorte 2" en la misma posición que el del resorte 1 ambos resortes se comportan de la misma manera.
A partir de la ley de Hooke, averigua el valor de cada una de las tres masas desconocidas a partir de sus elongaciones o estiramentos.
| Color del objeto | masa (g) |
| Verde | |
| Azul | |
| Rojo |
Para medir las fuerzas se utilizan los dinamómetros. Los dinamómetros se basan en la ley de Hooke:
"La deformación que se produce en un muelle es directamente proporcional a la fuerza".
\( \boxed {F= K · \Delta x }\)
F = "Fuerza aplicada"
K = "Constante elástica del muelle. Su valor depende de lo duro o blando que sea".
Δx = "Alargamiento o acortamiento del muelle con respecto a su posición de equilibrio"
Ver Vídeo
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Activa la simulación de la pestaña «Aceleración» del laboratorio virtual de arriba y marca a continuación las casillas tal como están en la imagen. Ve subiendo el valor de la fuerza aplicada hacia la derecha y observa cómo aparece otra fuerza igual y de sentido contrario que impide que se mueva. Sigue subiendo hasta que empiece a moverse. Ahora observarás que la fuerza en sentido contrario disminuye de valor. |
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De nuevo, haz el mismo experimento varias veces con distintos valores de la fuerza aplicada cambiando la caja por los distintos objetos que aparecen o cargando la caja con hasta dos objetos más. Como habrás adivinado se trata de la fuerza de rozamiento. |
En esta actividad vas a tener que grabar un vídeo sobre una serie de experiencias para el estudio de la fuerza de rozamiento por deslizamiento que actúa sobre un cuerpo antes y después de comenzar a moverse. Estas experiencias estarán acompañadas de una grabación de la pantalla del ordenador con una duración no superior a 5 minutos.
Recuerda que tienes que instalar el programa ScreenPal y familiarizarte con su funcionamiento. Para ello, encontrarás un videotutorial en la ayuda que te puede venir bien para manejarlo.
Es necesario que sigas el pequeño guion que te indicamos a continuación:
1. Introducción a la fuerza de Rozamiento
2. Variables de las que depende el rozamiento
3. Rozamiento estático y dinámico
4. Conclusiones:
¿Cómo adjuntar el archivo de vídeo a la tarea?
Sólo tienes que indicar el enlace de Drive al archivo de vídeo en el documento de entrega de la tarea.
Las fuerzas de rozamiento surgen cuando un cuerpo trata de deslizar sobre un plano. Parece que son debidas a interacciones entre las moléculas de ambos cuerpos en los lugares en los que las superficies están en contacto. Por tanto, a nivel macroscópico, depende de la naturaleza y estado de las superficies en contacto
De mediciones experimentales se deduce que la fuerza de rozamiento:
Matemáticamente: FRoz = μ · N
μ es el coeficiente de rozamiento. Número sin unidades. Hay que distinguir entre el coeficiente de rozamiento estático que es cuando el objeto no ha empezado a moverse del coeficiente de rozamiento dinámico que es cuando el objeto no ha empezado a moverse
N es la fuerza normal o acción del plano
La fuerza de rozamiento es ejercida por el plano sobre los cuerpos y es la responsable de que estos disminuyan su velocidad si se dejan deslizar libremente. De aquí (primera ley de Newton) que si queremos que un cuerpo que desliza sobre un plano no disminuya su velocidad, sino que la mantenga constante, hemos de empujarlo (aplicarle una fuerza) que anule la fuerza de rozamiento.
Recursos adicionales

Puedes utilizar la siguiente plantilla para realizar la tarea o descargarla y hacer una copia en tu Drive para trabajar desde Google Docs. Recuerda nombrar el archivo así:
Apellido1_Apellido2_Nombre_Tarea_F1
donde Apellido1, Apellido2 y Nombre se sustituirán respectivamente por el primer apellido, segundo apellido y el nombre del alumno SIN TILDES.
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