1 00:00:00,620 --> 00:00:05,320 Buenas tardes, esta es la clase de ciencias del día 12 de mayo. 2 00:00:06,480 --> 00:00:12,480 Estuvimos viendo en la última clase la parte de cinemática del tema 7. 3 00:00:13,380 --> 00:00:24,320 Hoy vamos a tratar la parte de dinámica, que sería la referente a las fuerzas y cómo afectan dichas fuerzas a los movimientos. 4 00:00:25,160 --> 00:00:29,440 Bueno, pues lo primero vemos que es este concepto de fuerza. 5 00:00:29,440 --> 00:00:34,780 y vamos a definir la fuerza como toda acción 6 00:00:34,780 --> 00:00:40,460 que sea capaz de modificar el estado de movimiento o reposo de un cuerpo 7 00:00:40,460 --> 00:00:44,460 entonces yo tengo mi cuerpo en reposo 8 00:00:44,460 --> 00:00:47,659 le aplico una fuerza y empieza a moverse 9 00:00:47,659 --> 00:00:51,299 o tengo un cuerpo en movimiento 10 00:00:51,299 --> 00:00:54,060 y al aplicarle una fuerza se para 11 00:00:54,060 --> 00:00:58,799 la primera podría ser una fuerza de empuje 12 00:00:58,799 --> 00:01:03,460 tengo encima de la mesa una botella de agua y la empujo con mi mano 13 00:01:03,460 --> 00:01:06,519 y la segunda podría ser una fuerza de rozamiento 14 00:01:06,519 --> 00:01:11,120 que hace que una pelota que baja rodando por una rampa 15 00:01:11,120 --> 00:01:14,040 termine frenándose porque llega a un arenero 16 00:01:14,040 --> 00:01:19,519 y la arena la frena más que lo que le frenaba la rampa 17 00:01:19,519 --> 00:01:20,700 que era más lisa 18 00:01:20,700 --> 00:01:24,719 bueno pues de esto va a tratar esta parte del tema 19 00:01:24,719 --> 00:01:26,519 esta última parte del tema 20 00:01:27,459 --> 00:01:34,439 Entonces, lo que vamos a empezar haciendo es ver de qué están formadas las fuerzas. 21 00:01:35,280 --> 00:01:42,439 La fuerza es una magnitud vectorial, no una magnitud escalar como el otro día teníamos en la cinemática. 22 00:01:43,219 --> 00:01:44,299 ¿Qué quiere decir esto? 23 00:01:44,760 --> 00:01:50,280 Cuando yo tengo una magnitud escalar, lo que quiero decir es que tiene una representación numérica, 24 00:01:51,040 --> 00:01:53,980 pero no depende nada más que de ese valor numérico. 25 00:01:53,980 --> 00:02:05,780 Ahora, si es una magnitud vectorial, como es el caso de las fuerzas, va a haber un vector que me indique dirección, sentido y tal del movimiento. 26 00:02:06,200 --> 00:02:12,800 Entonces vamos a ver esas características especiales de estas magnitudes vectoriales antes de empezar a hacer operaciones con ellas. 27 00:02:12,800 --> 00:02:19,900 Pues lo primero que tengo que definir cuando esté trabajando con una magnitud vectorial es el módulo de dicho vector 28 00:02:19,900 --> 00:02:24,520 Y el módulo del vector coincide con el valor numérico de la fuerza 29 00:02:24,520 --> 00:02:29,939 O sea, es quien me cuantifica qué cantidad de fuerza se está aplicando 30 00:02:29,939 --> 00:02:36,000 Y la unidad de medida que se utilizará para medir estas fuerzas van a ser los N 31 00:02:36,939 --> 00:02:40,919 Veremos un poco más adelante que tendremos que distinguir entre peso y masa. 32 00:02:41,680 --> 00:02:46,080 Los pesos se van a medir en newtons, las masas en kilogramos. 33 00:02:47,219 --> 00:02:51,120 Veremos qué relación hay entre unas y otras un poquito más adelante. 34 00:02:51,759 --> 00:02:55,319 Otra cosa que define mi magnitud vectorial es la dirección de ese vector. 35 00:02:56,479 --> 00:02:57,879 ¿Qué sería la dirección? 36 00:02:58,240 --> 00:03:04,000 Pues la recta en la que se está moviendo ese móvil al que le he aplicado la fuerza. 37 00:03:04,000 --> 00:03:12,319 Y el sentido sería la orientación que toma el vector o la fuerza dentro de la dirección anterior. 38 00:03:13,039 --> 00:03:17,819 Entonces, cualquier dirección tiene dos sentidos. 39 00:03:17,819 --> 00:03:27,900 Vamos a suponer que estamos nosotros sentados en nuestra silla, pues la dirección sería la línea de baldosas en la que está mi silla 40 00:03:27,900 --> 00:03:33,099 y el sentido sería si me muevo hacia delante o hacia atrás con mi silla. 41 00:03:34,000 --> 00:03:38,060 y luego tengo por último un punto de aplicación 42 00:03:38,060 --> 00:03:42,000 que sería el punto donde se ejerce la fuerza 43 00:03:42,000 --> 00:03:46,379 salvo que me especifiquen algo distinto 44 00:03:46,379 --> 00:03:50,759 pues el punto de aplicación de la fuerza siempre le vamos a hacer coincidir con el centro de gravedad 45 00:03:50,759 --> 00:03:54,319 de los cuerpos y ese centro de gravedad 46 00:03:54,319 --> 00:03:58,400 salvo que me den características especiales de ese cuerpo 47 00:03:58,400 --> 00:04:00,860 pues coincidiría con su centro geométrico 48 00:04:00,860 --> 00:04:12,800 Ahora si resulta que el cuerpo tiene una forma rara y pesa más de un lado que de otro, tiene más masa en una zona que en otra, pues el centro de grada se desplazaría hacia un lado u otro. 49 00:04:14,400 --> 00:04:17,879 Gráficamente, pues esto sería lo que hemos estado viendo. 50 00:04:18,240 --> 00:04:28,720 El módulo de la fuerza es la longitud del vector, que representaría esa cantidad de fuerza que quiero indicar gráficamente. 51 00:04:28,720 --> 00:04:33,240 el punto de aplicación donde se ha ejercido esa fuerza 52 00:04:33,240 --> 00:04:37,639 la dirección, la recta que soporta 53 00:04:37,639 --> 00:04:41,720 ese vector y el sentido, aquí me lo indican con una flecha 54 00:04:41,720 --> 00:04:45,540 es hacia donde se movería ese cuerpo 55 00:04:45,540 --> 00:04:49,740 al que le estoy aplicando la fuerza, en este caso hacia la derecha 56 00:04:49,740 --> 00:04:53,500 según miramos, la flecha indicada hacia el lado contrario 57 00:04:53,500 --> 00:04:55,079 pues estaría moviendo hacia la izquierda 58 00:04:55,079 --> 00:05:02,899 ¿Vale? Pues más o menos todos creo que sabemos de qué va. 59 00:05:03,399 --> 00:05:13,060 Por ejemplo, yo cuando estoy en una calle de una ciudad, pues hay veces que digo que estoy en la dirección tal, calle Betanzo, yo que sé. 60 00:05:14,060 --> 00:05:16,060 Pues la dirección sería lo que es la calle. 61 00:05:16,360 --> 00:05:22,259 Ahora, el sentido de la calle es el sentido de circulación que tendrían los coches dentro de esa calle. 62 00:05:22,259 --> 00:05:27,060 Hay veces que hay calles que son de dos sentidos y otras veces que son de sentido único. 63 00:05:27,560 --> 00:05:29,680 Pues esa sería la flechita que poníamos en el rector. 64 00:05:30,839 --> 00:05:36,720 Bueno, para que actíe una fuerza es necesario que haya dos cuerpos. 65 00:05:37,459 --> 00:05:40,759 Uno que realice dicha fuerza y el otro que la reciba. 66 00:05:41,540 --> 00:05:46,220 Entonces, desde este punto de vista podemos considerar que hay dos tipos de fuerzas. 67 00:05:46,220 --> 00:06:07,360 Las fuerzas de contacto, que son aquellas que se ejercen cuando hay un contacto físico directo entre los dos cuerpos, vemos aquí como ejemplo esa raqueta que golpea la pelota, entonces golpear una pelota, empujar una caja, patear un balón, serían fuerzas de contacto. 68 00:06:07,360 --> 00:06:10,180 pero hay otras veces que las fuerzas se ejercen a distancia 69 00:06:10,180 --> 00:06:14,300 y es cuando no hay contacto directo entre los cuerpos 70 00:06:14,300 --> 00:06:19,300 sino que interactúan uno sobre otro pero sin llegar a tocarse. 71 00:06:20,339 --> 00:06:21,740 ¿Quién tenemos como ejemplo? 72 00:06:21,920 --> 00:06:28,220 Pues dos imanes que se atraen o se repelen aunque los tenga separados. 73 00:06:28,879 --> 00:06:30,500 ¿Qué más podemos considerar? 74 00:06:30,579 --> 00:06:31,920 Pues la fuerza de la gravedad. 75 00:06:32,740 --> 00:06:35,660 Nosotros saltamos, no estamos en contacto con el suelo 76 00:06:35,660 --> 00:06:39,379 pero terminamos cayendo sobre él, ¿por qué? 77 00:06:39,480 --> 00:06:43,220 porque nos está trayendo con la fuerza de la gravedad hacia abajo 78 00:06:43,220 --> 00:06:47,680 ¿vale? pues estos serían ejemplos de fuerzas 79 00:06:47,680 --> 00:06:51,560 de contacto y fuerzas a distancia, muy simple y creo que 80 00:06:51,560 --> 00:06:55,660 se entenderá de sobra. ¿Cómo medimos las 81 00:06:55,660 --> 00:06:59,620 fuerzas que os decía antes? pues la unidad de medida de las fuerzas 82 00:06:59,620 --> 00:07:02,459 son los newton en el sistema internacional 83 00:07:02,459 --> 00:07:11,980 y seguro que todos sabéis quién definió esta unidad, fue el señor Isaac Newton, dicen que en el siglo XVII 84 00:07:11,980 --> 00:07:20,339 cuando descubrió la fuerza de gravedad, todos habréis oído la historia de que Newton estaba meditando 85 00:07:20,339 --> 00:07:26,040 bajo un manzano, echándose la siesta según las versiones y se le cayó una manzana en la cabeza 86 00:07:26,040 --> 00:07:32,199 entonces él empezó a pensar por qué esa manzana había caído hacia el suelo 87 00:07:32,199 --> 00:07:36,459 él ya estaba trabajando con teorías de fuerzas y tal y cual 88 00:07:36,459 --> 00:07:40,639 pero no había llegado a pensar nunca que hubiese esta fuerza 89 00:07:40,639 --> 00:07:45,500 a distancia, que estábamos diciendo antes, de atracción entre unos cuerpos y otros 90 00:07:45,500 --> 00:07:51,639 y a través de esta experiencia es lo que le dicen que le dio la idea 91 00:07:51,639 --> 00:07:57,639 para poder considerar esas fuerzas nuevas que antes él no tenía en consideración. 92 00:07:59,879 --> 00:08:05,259 Bueno, para medir esta intensidad de fuerza se utiliza este aparato 93 00:08:05,259 --> 00:08:07,199 que a lo mejor lo habréis visto en algún mercadillo 94 00:08:07,199 --> 00:08:11,279 a la gente que está con los puestos de frutas, que se llama dinamómetro. 95 00:08:11,959 --> 00:08:17,779 Este dinamómetro tiene una escala aquí a la izquierda que me mide en newton, dinas, 96 00:08:18,379 --> 00:08:22,480 dependiendo de... el newton serían las grandes, las chiquititas serían dinas, 97 00:08:22,480 --> 00:08:25,879 y a la derecha me pueden poner una escala en kilogramos 98 00:08:25,879 --> 00:08:28,019 la equivalencia entre unos y otros 99 00:08:28,019 --> 00:08:31,519 y es como si fuese una mini balanza portátil 100 00:08:31,519 --> 00:08:34,740 bueno, pues esto sería lo que mide las fuerzas 101 00:08:34,740 --> 00:08:38,139 os he dicho ya antes como anticipación 102 00:08:38,139 --> 00:08:42,559 que no son lo mismo que los pesos 103 00:08:42,559 --> 00:08:43,379 ¿vale? 104 00:08:43,679 --> 00:08:46,820 luego veremos qué diferencia hay 105 00:08:46,820 --> 00:08:49,799 bueno, también podemos pensar 106 00:08:49,799 --> 00:08:51,440 las fuerzas desde 107 00:08:51,440 --> 00:08:56,320 una relación de causa-efecto 108 00:08:56,320 --> 00:08:59,100 entre esos dos cuerpos 109 00:08:59,100 --> 00:09:00,539 que estamos estudiando 110 00:09:00,539 --> 00:09:03,820 entonces, los efectos que pueden causar 111 00:09:03,820 --> 00:09:05,820 estas fuerzas en los cuerpos es 112 00:09:05,820 --> 00:09:07,659 que les modifican su velocidad 113 00:09:07,659 --> 00:09:09,500 que ese cuerpo que estaba en reposo 114 00:09:09,500 --> 00:09:10,799 empiece a moverse 115 00:09:10,799 --> 00:09:13,240 aunque estaba moviéndose, se pare 116 00:09:13,240 --> 00:09:15,580 ¿cuándo consideramos 117 00:09:15,580 --> 00:09:17,519 estos efectos 118 00:09:17,519 --> 00:09:19,200 de modificación de velocidad en un cuerpo? 119 00:09:19,200 --> 00:09:27,700 ¿En qué tipo de cuerpo? En los cuerpos rígidos, ¿vale? En los que no hago nada más que moverlos o frenarlos. 120 00:09:28,299 --> 00:09:35,860 Pero, por otro lado, cuando el cuerpo no es rígido, puedo considerar que las fuerzas también lo que hacen es deformar esos cuerpos. 121 00:09:36,340 --> 00:09:44,480 Y eso es cuando esté en cuerpos elásticos, ¿vale? Que lo que me hace la fuerza muchas veces no es mover el objeto, 122 00:09:44,480 --> 00:09:48,120 sino solo cambiarle su forma, su longitud 123 00:09:48,120 --> 00:09:50,179 vemos aquí como ejemplos 124 00:09:50,179 --> 00:09:53,179 la pelota que golpeo empieza a moverse 125 00:09:53,179 --> 00:09:56,100 o ese globo que la aplasto 126 00:09:56,100 --> 00:09:59,580 y no se mueve en ningún momento pero sí se deforma 127 00:09:59,580 --> 00:10:02,659 ahora, según los materiales 128 00:10:02,659 --> 00:10:07,519 qué tipos y la reacción que hacen ante la fuerza 129 00:10:07,519 --> 00:10:09,820 qué tipos de materiales nos vamos a encontrar 130 00:10:09,820 --> 00:10:12,659 que esto ya lo vimos en su vertiente química 131 00:10:12,659 --> 00:10:15,639 pero ahora vamos a ver su analogía en la vertiente física. 132 00:10:16,360 --> 00:10:23,340 Aquí vamos a denominar cuerpos rígidos a todos aquellos que no se deforman cuando les aplico una fuerza. 133 00:10:24,039 --> 00:10:27,799 Por ejemplo, una barra de hierro, una vida de hormigón que os pongo aquí. 134 00:10:28,659 --> 00:10:34,360 Ahora, hay otros materiales que son elásticos, que son los que al aplicarles una fuerza se deforman, 135 00:10:34,820 --> 00:10:39,139 pero si dejo de aplicar la fuerza vuelven a recuperar su forma original. 136 00:10:39,139 --> 00:10:46,000 por ejemplo el globo de antes o un muelle que yo les tiro y cuando suelto se vuelve otra vez a recoger 137 00:10:46,000 --> 00:10:53,480 y por último los materiales plásticos y estos son los más característicos digamos 138 00:10:53,480 --> 00:11:01,179 que son los que cuando les aplico una fuerza se deforman pero no vuelven a recuperar su forma original 139 00:11:01,179 --> 00:11:08,639 una vez que dejo de aplicar la fuerza, como ejemplo pongo la plastilina o esa botella de plástico 140 00:11:08,639 --> 00:11:13,139 que cuando la arrugo ya se queda arrugada y no consigue volver a recuperar la fuerza 141 00:11:13,139 --> 00:11:18,539 porque el plástico es tan endeble que no tiene suficiente elasticidad 142 00:11:18,539 --> 00:11:21,159 para volver a recuperar su forma, ¿vale? 143 00:11:21,899 --> 00:11:26,600 Bueno, pues esto ya lo habíamos visto en su día también en la parte de química 144 00:11:26,600 --> 00:11:31,840 pero pensándolo como los componentes que tenían esos cuerpos. 145 00:11:34,320 --> 00:11:38,440 La parte, digamos, más importante de esta sección sería 146 00:11:38,440 --> 00:11:42,379 el que controlemos esta parte de composición de fuerzas, ¿vale? 147 00:11:43,039 --> 00:11:46,600 Por lo general, sobre un cuerpo no actúa 148 00:11:46,600 --> 00:11:50,500 una única fuerza, sino que van a actuar varias. Imaginaos, pues 149 00:11:50,500 --> 00:11:54,399 yo me voy moviendo con un patín por la calle y 150 00:11:54,399 --> 00:11:57,700 tengo una fuerza que es la del empuje que hago con mi pie 151 00:11:57,700 --> 00:12:02,440 para que avance el patinete o el patín, pero a su vez 152 00:12:02,440 --> 00:12:06,159 tengo una fuerza de rozamiento de las ruedas del patín con el suelo 153 00:12:06,159 --> 00:12:09,259 que me va a ir enfriando, tengo a lo mejor 154 00:12:09,259 --> 00:12:13,000 pues también el rozamiento del eje de la rueda 155 00:12:13,000 --> 00:12:18,039 con el anclaje del patín, o sea que hay varias fuerzas 156 00:12:18,039 --> 00:12:21,980 que se están ahí formando un sistema 157 00:12:21,980 --> 00:12:25,879 entre ellas y todas tienen su influencia sobre el movimiento 158 00:12:25,879 --> 00:12:30,059 de ese patín. Entonces, al conjunto de todas 159 00:12:30,059 --> 00:12:33,899 esas fuerzas le llamamos sistema y al resultado 160 00:12:33,899 --> 00:12:37,580 de lo que ocurre en ese sistema de fuerzas, se le llama fuerza resultante. 161 00:12:38,039 --> 00:12:42,500 ¿Qué sería la fuerza que produce sobre un cuerpo el mismo efecto 162 00:12:42,500 --> 00:12:48,940 que el sistema completo de fuerzas que estaban influyendo sobre dicho cuerpo? 163 00:12:49,639 --> 00:12:54,639 ¿Cómo calcularíamos estas fuerzas resultantes en los sistemas más sencillos, 164 00:12:55,019 --> 00:12:56,440 que son los que nosotros vamos a tratar? 165 00:12:57,100 --> 00:12:58,360 Pues vamos a ir viendo uno a uno. 166 00:12:58,360 --> 00:13:19,379 Digo, si resulta que en mi sistema las fuerzas que intervienen todas tienen la misma dirección y el mismo sentido, ¿qué ocurrirá con la fuerza resultante? Pues que la fuerza resultante será la suma de todas esas fuerzas individuales, porque como todas van en la misma dirección y en el mismo sentido, se van añadiendo unas a otras. 167 00:13:19,379 --> 00:13:22,179 ahora, si tengo que 168 00:13:22,179 --> 00:13:26,019 tienen la misma dirección pero sentidos contrarios 169 00:13:26,019 --> 00:13:28,539 si por ejemplo una está empujando 170 00:13:28,539 --> 00:13:31,399 al objeto hacia la derecha 171 00:13:31,399 --> 00:13:34,500 y la otra le empuja hacia la izquierda, pues que va a ocurrir 172 00:13:34,500 --> 00:13:37,419 que la resultante no será la suma de las dos fuerzas 173 00:13:37,419 --> 00:13:40,299 sino que será la diferencia entre las dos fuerzas 174 00:13:40,299 --> 00:13:43,860 que una por ir en sentido contrario a la otra 175 00:13:43,860 --> 00:13:45,899 le restará fuerza 176 00:13:45,899 --> 00:13:54,899 ¿Vale? O sea que en física, el menos lo que me indica es orientación de movimientos, de fuerzas, en este caso. 177 00:13:55,360 --> 00:14:01,690 ¿Vale? Y por último, tengo dos fuerzas perpendiculares. 178 00:14:02,269 --> 00:14:05,789 Una se aplica en horizontal y otra se aplica en vertical. 179 00:14:06,610 --> 00:14:09,049 ¿Cómo hallo yo aquí la fuerza resultante? 180 00:14:09,570 --> 00:14:15,909 Pues aquí para hallar la fuerza resultante tenemos que ayudarnos de un concepto matemático, que es el teorema de Pitágoras. 181 00:14:15,909 --> 00:14:45,350 Y el teorema de Pitágoras me dice lo siguiente, que si yo tengo un triángulo rectángulo, que sería el que se formaría entre esa fuerza horizontal, la vertical, que si la miro en este lado del triángulo sería la misma que esta, y ese lado largo que en matemática se llama hipotenusa, ese lado, estos dos se les llama catetos, pues resulta que esa fuerza, que es la resultante final de estas dos, tiene esta propiedad. 182 00:14:45,350 --> 00:14:47,850 al cuadrado 183 00:14:47,850 --> 00:14:50,309 me daría lo mismo que 184 00:14:50,309 --> 00:14:52,809 la suma de los cuadrados 185 00:14:52,809 --> 00:14:53,990 de las otras dos fuerzas 186 00:14:53,990 --> 00:14:56,529 con lo cual si yo quiero hallar 187 00:14:56,529 --> 00:14:57,909 el valor de esa fuerza resultante 188 00:14:57,909 --> 00:14:59,230 lo único que tengo que hacer es despejar 189 00:14:59,230 --> 00:15:01,990 y la forma de deshacerme de un cuadrado 190 00:15:01,990 --> 00:15:04,070 es hacer su operación contraria 191 00:15:04,070 --> 00:15:05,370 que es la raíz cuadrada 192 00:15:05,370 --> 00:15:07,629 pues la fuerza resultante 193 00:15:07,629 --> 00:15:09,610 en este tipo de 194 00:15:09,610 --> 00:15:11,509 composición de fuerza sería 195 00:15:11,509 --> 00:15:12,970 la raíz cuadrada 196 00:15:12,970 --> 00:15:17,730 de la suma del cuadrado de la fuerza horizontal 197 00:15:17,730 --> 00:15:22,049 más el cuadrado de la fuerza que hacía en vertical, bueno, al revés, porque aquí lo he escrito al revés 198 00:15:22,049 --> 00:15:25,889 ¿vale? donde lo sumando no alteraría 199 00:15:25,889 --> 00:15:29,929 la suma, ¿vale? o sea que tengo que aplicar el teorema de Pitágoras 200 00:15:29,929 --> 00:15:33,049 para poder calcular esa fuerza resultante 201 00:15:33,049 --> 00:15:38,169 que lo que haría sobre ese cuerpo que yo tendría aquí es que a la vez que le mueve en horizontal 202 00:15:38,169 --> 00:15:41,789 le elevaría del suelo, se le está moviendo como en diagonal al final 203 00:15:41,789 --> 00:15:47,769 esa composición de fuerzas. Bueno, pues ya tendríamos los tres sistemas 204 00:15:47,769 --> 00:15:52,009 con los que nosotros vamos a trabajar. Fuerzas con la misma 205 00:15:52,009 --> 00:15:55,090 dirección y sentido, fuerzas con la misma dirección y sentido contrario 206 00:15:55,090 --> 00:15:58,730 y fuerzas con direcciones perpendiculares. 207 00:16:00,149 --> 00:16:03,570 Bueno, digo que aquí a continuación 208 00:16:03,570 --> 00:16:07,789 que ya lo habíamos dicho antes, pero recordamos que 209 00:16:07,789 --> 00:16:10,889 si quiero que un cuerpo 210 00:16:10,889 --> 00:16:15,830 esté en equilibrio, o sea que o no se mueva 211 00:16:15,830 --> 00:16:19,210 o se mueva con un movimiento con velocidad constante 212 00:16:19,210 --> 00:16:23,610 la fuerza resultante del sistema de fuerza 213 00:16:23,610 --> 00:16:27,610 que se están aplicando sobre ese cuerpo tiene que ser nula 214 00:16:27,610 --> 00:16:31,809 tiene que ser cero para que el cuerpo o siga en reposo o se siga 215 00:16:31,809 --> 00:16:35,529 moviendo infinitamente como se estaba moviendo 216 00:16:35,529 --> 00:16:38,049 cuando yo le he aplicado las fuerzas 217 00:16:38,049 --> 00:16:42,850 Bueno, para ver un poco la aplicación de esto 218 00:16:42,850 --> 00:16:45,169 os he propuesto aquí un par de ejemplos 219 00:16:45,169 --> 00:16:49,710 Digo, tengo a dos niños que están arrastrando un carro 220 00:16:49,710 --> 00:16:52,909 Los dos tiran de una misma cuerda 221 00:16:52,909 --> 00:16:55,529 con la misma dirección y el mismo sentido 222 00:16:55,529 --> 00:16:59,750 Uno tira con una fuerza de 4 N y otro con una fuerza de 8 N 223 00:16:59,750 --> 00:17:03,350 Y me dicen, ¿cuál será la fuerza resultante que ejercen entre los dos? 224 00:17:03,809 --> 00:17:06,730 Pues muy sencillo, como los dos están actuando 225 00:17:06,730 --> 00:17:10,069 en la misma dirección y mismo sentido, lo que hago es sumar las fuerzas. 226 00:17:10,289 --> 00:17:15,589 Mi fuerza resultante será la suma de los dos, que es 4 más 8, 12 newtons. 227 00:17:16,150 --> 00:17:20,369 Pues esa es la fuerza total con la que están tirando del carro. 228 00:17:21,269 --> 00:17:25,490 Ahora, si en lugar de ser fuerzas con la misma dirección y mismo sentido, 229 00:17:26,190 --> 00:17:30,609 resulta que tengo fuerzas perpendiculares, como veíamos en un último tipo de sistemas, 230 00:17:31,230 --> 00:17:33,250 y tengo una de 4 newtons y otra de 3. 231 00:17:33,250 --> 00:17:38,710 o sea, con una de 3 N tiro de este bloque de hormigón que me dicen aquí hacia arriba 232 00:17:38,710 --> 00:17:41,470 y con la de 4 N tiro hacia adelante 233 00:17:41,470 --> 00:17:46,190 ¿qué va a ocurrir? ¿cuál va a ser esa fuerza resultante que pongo aquí en rojo? 234 00:17:46,849 --> 00:17:49,750 pues aplicamos el teorema de pitadoras que decíamos antes 235 00:17:49,750 --> 00:17:55,750 y digo que esa fuerza resultante es la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las otras dos 236 00:17:55,750 --> 00:18:00,490 entonces va a ser la raíz cuadrada de hacer 4 al cuadrado que era la fuerza horizontal 237 00:18:00,490 --> 00:18:03,490 más 3 al cuadrado que era la fuerza vertical 238 00:18:03,490 --> 00:18:06,390 pues me sale raíz cuadrada de 25 239 00:18:06,390 --> 00:18:08,470 y como la raíz cuadrada era 240 00:18:08,470 --> 00:18:11,789 buscar un número que al multiplicarse por sí mismo 241 00:18:11,789 --> 00:18:14,190 me diese el 25 242 00:18:14,190 --> 00:18:17,710 pues la fuerza resultante que yo tengo es 5 newton 243 00:18:17,710 --> 00:18:20,369 con esta dirección y este sentido 244 00:18:20,369 --> 00:18:22,210 ¿vale? 245 00:18:22,970 --> 00:18:25,450 bueno, pues esto yo creo que sencillito 246 00:18:25,450 --> 00:18:27,869 no hay nada más que rascar aquí 247 00:18:27,869 --> 00:18:29,670 ¿vale? no nos vamos a complicar más la vida 248 00:18:29,670 --> 00:18:32,950 ahora, vamos a ver 249 00:18:32,950 --> 00:18:35,470 cómo llevarnos esto a nuestro entorno 250 00:18:35,470 --> 00:18:39,609 qué fuerzas nos encontramos nosotros en nuestro día a día 251 00:18:39,609 --> 00:18:42,349 y cómo las clasificamos y cómo se llaman 252 00:18:42,349 --> 00:18:43,890 bueno, pues vamos a ver poco a poco 253 00:18:43,890 --> 00:18:47,609 pues primero tenemos que distinguir entre 254 00:18:47,609 --> 00:18:50,410 fuerzas interiores y fuerzas exteriores 255 00:18:50,410 --> 00:18:53,710 las interiores son las que se ejercen 256 00:18:53,710 --> 00:18:56,769 entre partes de un mismo cuerpo o de un mismo sistema 257 00:18:56,769 --> 00:18:59,349 por ejemplo, pongo aquí 258 00:18:59,349 --> 00:19:05,630 Pues un muelle que yo primero le estiro y si le suelto vuelve a su posición. 259 00:19:05,869 --> 00:19:09,470 Al estirar le sé de forma y cuando le suelto vuelve a recuperar la forma. 260 00:19:09,910 --> 00:19:14,430 Pues esas fuerzas que se están aplicando están dentro del muelle. 261 00:19:15,289 --> 00:19:20,630 Y fuerzas exteriores es cuando se ejercen entre cuerpos o sistemas diferentes. 262 00:19:21,349 --> 00:19:25,549 Por ejemplo, una persona que empuja un libro que está sobre una mesa. 263 00:19:25,549 --> 00:19:31,390 pues ya tengo dos cuerpos diferentes, la persona y el libro 264 00:19:31,390 --> 00:19:36,069 dos sistemas diferentes, los que estarían incluidos dentro de esa persona 265 00:19:36,069 --> 00:19:38,569 que estará moviéndose o no se estará moviendo, tal y cual 266 00:19:38,569 --> 00:19:41,130 y el libro que está ahí encima de la mesa que veremos que 267 00:19:41,130 --> 00:19:44,990 por el simple hecho de estar encima de la mesa ya va a haber una fuerza 268 00:19:44,990 --> 00:19:49,890 que está afectándole, lo veremos ahora un poquito más adelante 269 00:19:49,890 --> 00:19:53,970 luego, las fuerzas que se producen entre los cuerpos 270 00:19:53,970 --> 00:19:57,109 pueden actuar a distancia o por contacto entre ellos 271 00:19:57,109 --> 00:19:59,049 ya lo habíamos anticipado antes 272 00:19:59,049 --> 00:20:01,809 fuerzas a distancia, os hemos dicho antes 273 00:20:01,809 --> 00:20:05,609 que la de la gravedad es la más significativa 274 00:20:05,609 --> 00:20:09,029 pero tenemos también esas de atracción y repulsión 275 00:20:09,029 --> 00:20:11,630 de los imanes, veremos más adelante que también hay 276 00:20:11,630 --> 00:20:13,849 las de los campos eléctricos 277 00:20:13,849 --> 00:20:18,130 esas son a distancia, no se llegan a tocar 278 00:20:18,130 --> 00:20:20,930 no tienen por qué estarse tocando los cuerpos 279 00:20:20,930 --> 00:20:26,769 Ahora, fuerzas de contacto, que ya las hemos visto antes, pues sí que tienen que tocarse los cuerpos de alguna manera 280 00:20:26,769 --> 00:20:32,609 Ejemplo, pues esos dos niños que estaban tirando antes de la carretilla con esa cuerda 281 00:20:32,609 --> 00:20:35,109 O un caballo que está tirando en un carro, ¿vale? 282 00:20:35,589 --> 00:20:39,950 Porque hay una unión entre el carro y el caballo que tira, ¿vale? 283 00:20:40,589 --> 00:20:45,670 Entonces, tenemos un contacto 284 00:20:45,670 --> 00:20:49,750 Ahora, eso sería un poco el genérico 285 00:20:49,750 --> 00:20:57,049 ¿Cómo nos llevamos esto a algo más particular que nos afecta más y que es lo que vamos a tener que estudiar? 286 00:20:57,470 --> 00:21:01,049 Pues lo vamos a hacer viendo los siguientes tipos de cuerdas. 287 00:21:01,430 --> 00:21:05,849 La del peso, la normal y el rozamiento. 288 00:21:06,309 --> 00:21:11,509 Vamos a ver qué es cada una y cómo influye en los movimientos de los cuerpos, 289 00:21:11,589 --> 00:21:14,150 o en cómo se comportan los cuerpos al aplicar estas cuerdas. 290 00:21:14,609 --> 00:21:32,630 La primera, la del peso. Pues el peso es la fuerza con la que nos atrae gravitatoriamente la Tierra hacia ella. ¿Por quién está originado? Pues por la acción del campo gravitatorio, en este caso de la Tierra. 291 00:21:32,630 --> 00:21:44,690 Pero esto lo tendríamos en cualquier otro planeta, en la Luna, en Marte, cada uno con una distinta aceleración en esa atracción que lo veremos ahora un poco más adelante. 292 00:21:45,589 --> 00:22:00,890 Entonces, en este caso, la Tierra a todos los objetos que estén a su alrededor, para fijarlo más, que estén sobre ellas, les está trayendo con esa misma fuerza de gravedad. 293 00:22:00,890 --> 00:22:16,910 Por ser una fuerza, se va a representar con un vector, o sea que el peso que va a depender de esta gravedad es un vector, que es la diferencia que va a tener con la masa. 294 00:22:17,710 --> 00:22:23,470 Como es un vector, estará definido por un módulo, una dirección y un sentido, como hemos visto antes. 295 00:22:24,529 --> 00:22:32,490 Y esa fuerza estará aplicada sobre el centro de gravedad de cada cuerpo en el que la estemos considerando. 296 00:22:34,230 --> 00:22:38,589 Y siempre irá dirigida hacia el centro de la Tierra, esa fuerza de gravedad. 297 00:22:38,730 --> 00:22:42,210 O sea que va a ser perpendicular a la superficie de la Tierra y hacia abajo. 298 00:22:42,210 --> 00:23:01,339 ¿Vale? Como estamos hablando de fuerzas, ese peso, como estamos llamando a esta fuerza, se va a medir en newton, no en kilogramos. El kilogramo era una unidad de masa, no de fuerza. ¿Vale? 299 00:23:01,339 --> 00:23:03,880 bueno, pues representado 300 00:23:03,880 --> 00:23:06,019 así de forma esquemática sería esto 301 00:23:06,019 --> 00:23:07,619 yo tengo ese cuerpo 302 00:23:07,619 --> 00:23:10,180 y hay una fuerza del peso 303 00:23:10,180 --> 00:23:12,220 que es la fuerza que ejerce la gravedad 304 00:23:12,220 --> 00:23:14,400 sobre el centro de masa de ese cuerpo 305 00:23:14,400 --> 00:23:16,339 hacia el centro de la Tierra 306 00:23:16,339 --> 00:23:18,119 o sea, sentido 307 00:23:18,119 --> 00:23:19,920 hacia abajo, hacia el centro de la Tierra 308 00:23:19,920 --> 00:23:22,299 ahora, lo que estamos 309 00:23:22,299 --> 00:23:22,779 diciendo 310 00:23:22,779 --> 00:23:26,099 ¿en qué se diferencia ese peso 311 00:23:26,099 --> 00:23:27,619 y esa mano? es la que nosotros estamos 312 00:23:27,619 --> 00:23:29,279 siempre confundiendo 313 00:23:29,279 --> 00:23:33,819 pues que el peso es una magnitud vectorial 314 00:23:33,819 --> 00:23:35,859 la masa es una magnitud escalar 315 00:23:35,859 --> 00:23:38,160 o sea que son dos cosas muy diferentes 316 00:23:38,160 --> 00:23:41,200 aunque las confundamos en nuestro día a día 317 00:23:41,200 --> 00:23:47,160 la masa era una propiedad que tenía la materia 318 00:23:47,160 --> 00:23:48,680 ¿vale? 319 00:23:49,440 --> 00:23:51,380 y es una magnitud escalar 320 00:23:51,380 --> 00:23:55,759 luego no necesita un vector que defina ninguna dirección 321 00:23:55,759 --> 00:23:57,599 ni ningún sentido para ella 322 00:23:57,599 --> 00:24:04,519 pero como característica más fundamental que la diferencia del peso 323 00:24:04,519 --> 00:24:09,359 es que no varía con la posición en la que se encuentre el cuerpo 324 00:24:09,359 --> 00:24:13,039 no va a variar la masa si estoy yo aquí en la tierra 325 00:24:13,039 --> 00:24:15,119 o si estoy en la luna de mi cuerpo 326 00:24:15,119 --> 00:24:18,240 lo que sí va a variar es el peso 327 00:24:18,240 --> 00:24:24,740 incluso puede que si yo estoy en un sistema en ingravidez 328 00:24:24,740 --> 00:24:27,259 pues mi peso sea cero 329 00:24:27,259 --> 00:24:29,400 pero mi masa sigue siendo 330 00:24:29,400 --> 00:24:30,039 la que es 331 00:24:30,039 --> 00:24:32,900 yo no me deshago por estar 332 00:24:32,900 --> 00:24:34,700 en un sistema 333 00:24:34,700 --> 00:24:36,420 que no haya gravedad 334 00:24:36,420 --> 00:24:38,900 ¿cómo relaciono una con otra? 335 00:24:39,059 --> 00:24:40,960 pues con esta formulita, el peso 336 00:24:40,960 --> 00:24:42,140 es 337 00:24:42,140 --> 00:24:45,319 el producto de la masa 338 00:24:45,319 --> 00:24:47,119 por la fuerza 339 00:24:47,119 --> 00:24:48,720 de la gravedad, que no es la fuerza 340 00:24:48,720 --> 00:24:51,259 sería la aceleración de la gravedad 341 00:24:51,259 --> 00:24:54,000 la aceleración con la tierra 342 00:24:54,000 --> 00:24:57,980 en nuestro caso, o la Luna o Marte o tal, nos extraía 343 00:24:57,980 --> 00:25:02,299 atrayendo hacia ella. ¿Vale? Entonces, el peso 344 00:25:02,299 --> 00:25:06,160 volvemos a recordar, se mide en Newton y la masa 345 00:25:06,160 --> 00:25:09,559 ya sabíamos que la medíamos en kilogramos. ¿Vale? 346 00:25:11,970 --> 00:25:15,869 ¿De acuerdo? Entonces, mucho cuidado con confundir estas dos cosas. 347 00:25:16,869 --> 00:25:19,750 ¿Con qué aceleración nos atrae en este caso la Tierra 348 00:25:19,750 --> 00:25:23,670 a nosotros? Hacia sí, pues, con 9,8 metros 349 00:25:23,670 --> 00:25:30,069 partido segundo al cuadrado. Para hacer las cuentas más fáciles, pues muchas veces nos 350 00:25:30,069 --> 00:25:33,849 lo redondean y dicen, bueno, venga, ni para ti ni para mí. Lo vamos a poner a 10 metros 351 00:25:33,849 --> 00:25:39,369 por segundo al cuadrado y nos evitamos el estar trabajando con decimales. Bueno, la 352 00:25:39,369 --> 00:25:46,329 real es 9,8 metros por segundo. Entonces, son unidades de aceleración. Acordaos que 353 00:25:46,329 --> 00:25:52,309 cuando estuvimos viendo el otro día la cinemática, los metros partido segundo al cuadrado era 354 00:25:52,309 --> 00:25:54,549 una unidad de la aceleración, que era 355 00:25:54,549 --> 00:25:58,650 la diferencia de velocidades con respecto 356 00:25:58,650 --> 00:26:01,049 al tiempo, ¿vale? Entonces, 357 00:26:01,349 --> 00:26:04,130 esa aceleración es con la que caería cualquier cuerpo que 358 00:26:04,130 --> 00:26:06,950 soltemos en el aire y le dejamos caer al suelo. 359 00:26:07,930 --> 00:26:10,369 Si nos fuésemos a la Luna, pues no es 360 00:26:10,369 --> 00:26:13,470 de 9,8 m partido de segundo al cuadrado, solo es de 1,6. 361 00:26:14,210 --> 00:26:16,789 Por eso cuando nos sacan las imágenes de los astronautas 362 00:26:16,789 --> 00:26:19,650 parece que andan a saltitos, porque les atrae 363 00:26:19,650 --> 00:26:23,589 con mucha menos fuerza, la luna hacia así y entonces 364 00:26:23,589 --> 00:26:27,869 con la poquita fuerza que aquí haríamos para andar, allí les hace saltar 365 00:26:27,869 --> 00:26:31,650 un ejemplo de aplicación de esto 366 00:26:31,650 --> 00:26:35,509 tengo un niño que tiene de masa 50 kilos 367 00:26:35,509 --> 00:26:39,029 de masa, no de peso, aunque aquí me dice que es el peso 368 00:26:39,029 --> 00:26:43,529 en la tierra, si la gravedad de la tierra es 9,8 metros 369 00:26:43,529 --> 00:26:47,809 por segundo y la luna de 1,6, ¿cuánto pesaría 370 00:26:47,809 --> 00:26:52,450 este niño en la Luna? Pues digo, en la Tierra serían sus 50 371 00:26:52,450 --> 00:26:56,289 kilogramos de masa, por eso es 9,8 metros partido de segundo al cuadrado 372 00:26:56,289 --> 00:27:00,130 de la aceleración de la gravedad, me daría 490 newton 373 00:27:00,130 --> 00:27:04,470 el peso de ese niño. Pero si me voy a la Luna, sus 50 kilogramos 374 00:27:04,470 --> 00:27:08,329 de masa, por solo 1,6 metros por segundo al cuadrado de atracción 375 00:27:08,329 --> 00:27:12,369 de la gravedad allí, pues le daría un peso 376 00:27:12,369 --> 00:27:15,269 de 80 newton solo. O sea que fijaos, 377 00:27:15,269 --> 00:27:20,190 pesa como 6 veces menos en la Luna que en la Tierra 378 00:27:20,190 --> 00:27:22,390 ¿qué pasaría con este niño? 379 00:27:22,450 --> 00:27:24,329 que cuando intente andar allí en la Luna 380 00:27:24,329 --> 00:27:25,910 pues va a ir dando saltos 381 00:27:25,910 --> 00:27:28,890 porque la fuerza que él está acostumbrado a hacer 382 00:27:28,890 --> 00:27:29,990 para andar en la Tierra 383 00:27:29,990 --> 00:27:34,549 allí se dispara a 6 veces más 384 00:27:34,549 --> 00:27:37,710 entonces en vez de caminar va dando saltitos 385 00:27:37,710 --> 00:27:45,099 bueno, pues me lo podrían pedir de otra manera 386 00:27:45,099 --> 00:27:46,200 que es como otro ejemplo 387 00:27:46,200 --> 00:27:54,240 Entonces, si sé que el peso es de 441 newton, ¿cuál sería la masa de ese objeto en la Tierra? 388 00:27:54,400 --> 00:27:57,839 Pues utilizo la misma fórmula, nada más que despejo en este caso la masa. 389 00:27:57,839 --> 00:28:03,720 Si el peso era masa por gravedad, pues la masa será peso dividido entre gravedad. 390 00:28:03,799 --> 00:28:06,779 Esta gravedad que estaba multiplicando la paso dividiendo. 391 00:28:06,779 --> 00:28:16,119 Por lo menos habría que ese cuerpo que tiene 441 newton de peso de masa son 45 kilos. 392 00:28:16,720 --> 00:28:23,480 Bueno, espero que con estos dos ejemplos hayáis entendido esto porque es algo, es de lo más importante de esta parte del tema. 393 00:28:24,460 --> 00:28:26,900 Otra fuerza importante, la fuerza de la normal. 394 00:28:28,200 --> 00:28:30,000 ¿Qué es la fuerza normal? 395 00:28:30,460 --> 00:28:34,500 Pues es la que ejerce cualquier superficie sobre los cuerpos que estén encima de ella. 396 00:28:35,359 --> 00:28:40,940 Digamos que es la que contrarresta el peso para que no nos hundamos en el suelo cuando vamos andando. 397 00:28:41,920 --> 00:28:46,519 Entonces, si no estuviera esta fuerza normal, nos hundiríamos. 398 00:28:48,730 --> 00:28:49,849 ¿Qué va a ocurrir? 399 00:28:50,329 --> 00:28:55,089 Que su módulo va a ser el mismo que el del peso, lo que cambia es el sentido. 400 00:28:55,890 --> 00:29:02,269 Está en la misma dirección que el peso, en la misma línea, pero el sentido, la flechita, ahora es al contrario. 401 00:29:02,269 --> 00:29:05,490 el peso me iba hacia el centro de la Tierra, la normal va 402 00:29:05,490 --> 00:29:09,470 hacia el sentido contrario, va a ir hacia arriba 403 00:29:09,470 --> 00:29:17,269 entonces, como decíamos, cuando un cuerpo está apoyado sobre una superficie 404 00:29:17,269 --> 00:29:21,430 la normal es la que contrarresta o compensa 405 00:29:21,430 --> 00:29:25,250 al peso, luego el valor de esa normal es el mismo 406 00:29:25,250 --> 00:29:29,329 que el valor del peso, solo cambia el sentido de la orientación de la fuerza 407 00:29:29,329 --> 00:29:33,130 nada más, ¿vale? y vamos a por la última 408 00:29:33,130 --> 00:29:36,289 de estas tan importantes, que es la fuerza de rozamiento. 409 00:29:37,210 --> 00:29:43,029 Y esta fuerza de rozamiento siempre aparece, cuidado que tiene un peligro aquí la nomenclatura 410 00:29:43,029 --> 00:29:47,170 porque parece que es lo mismo que fuerza resultante de antes, utiliza la misma nomenclatura, 411 00:29:47,170 --> 00:29:52,970 entonces habrá que tener cuidadito de en qué ejercicio estoy para ver si me están hablando 412 00:29:52,970 --> 00:29:57,329 de fuerza de rozamiento o si me están hablando de fuerza resultante de un sistema de composición de fuerzas. 413 00:29:57,329 --> 00:30:02,890 bueno, dicho esto, la fuerza de rozamiento es la que se produce 414 00:30:02,890 --> 00:30:05,609 cuando hay dos superficies en contacto 415 00:30:05,609 --> 00:30:10,809 yo estoy sobre una rampa y el rozamiento 416 00:30:10,809 --> 00:30:14,730 del material de mi zapatilla con el material de lo que 417 00:30:14,730 --> 00:30:18,910 esté hecha la rampa, el hormigón, es la que hace que me resbale por la rampa 418 00:30:18,910 --> 00:30:22,250 más, menos o no me mueva, ¿vale? entonces 419 00:30:22,250 --> 00:30:26,430 la fuerza de rozamiento siempre es opuesta al movimiento 420 00:30:26,430 --> 00:30:33,369 luego cuando la dibujaremos, la dibujaremos en la misma dirección pero con sentido contrario 421 00:30:33,369 --> 00:30:40,200 y se debe siempre al contacto que hay entre dos superficies 422 00:30:40,200 --> 00:30:45,099 según sean más lisas o más rugosas, la fuerza de rodamiento será menor o mayor 423 00:30:45,099 --> 00:30:50,059 por ejemplo, cuando estoy deslizándome con unos patines sobre hielo 424 00:30:50,059 --> 00:30:55,500 o cuando estoy intentando deslizarme con las zapatillas sobre el suelo directamente 425 00:30:55,500 --> 00:30:57,980 con una zapatilla me voy a frenar y me voy a caer de morro 426 00:30:57,980 --> 00:31:00,339 con los patines sobre hielo me deslizo 427 00:31:00,339 --> 00:31:02,339 bueno, visto como esquema 428 00:31:02,339 --> 00:31:03,200 pues la que hacíamos 429 00:31:03,200 --> 00:31:05,220 está en las dos en la misma dirección 430 00:31:05,220 --> 00:31:07,400 pero con sentido contrario 431 00:31:07,400 --> 00:31:09,819 la fuerza de rozamiento siempre va en contra 432 00:31:09,819 --> 00:31:11,940 del movimiento que estoy haciendo 433 00:31:11,940 --> 00:31:13,400 ¿vale? 434 00:31:14,980 --> 00:31:15,920 bueno, pues 435 00:31:15,920 --> 00:31:17,240 vamos a ver 436 00:31:17,240 --> 00:31:20,039 cómo se calcularía esa fuerza de rozamiento 437 00:31:20,039 --> 00:31:22,119 pues la fuerza de rozamiento siempre 438 00:31:22,119 --> 00:31:23,740 es proporcional a la normal 439 00:31:23,740 --> 00:31:26,240 acordaos que la normal era igual que el peso 440 00:31:26,240 --> 00:31:31,480 esta letrita rara que se llama mu es lo que se llama coeficiente de rozamiento 441 00:31:31,480 --> 00:31:33,119 y no tiene unidades 442 00:31:33,119 --> 00:31:37,960 simplemente es un coeficiente que depende del tipo de material 443 00:31:37,960 --> 00:31:41,599 que tengan las superficies que están en contacto 444 00:31:41,599 --> 00:31:45,579 por ejemplo, este coeficiente de rozamiento es mucho más grande 445 00:31:45,579 --> 00:31:48,099 entre un neumático y el asfalto 446 00:31:48,099 --> 00:31:51,339 que el neumático es de caucho y el asfalto es de grava 447 00:31:51,339 --> 00:31:54,799 que entre esa cuchilla que decíamos de un patín 448 00:31:54,799 --> 00:31:59,460 de patinaje sobre hielo, con el hielo, por eso con el patín 449 00:31:59,460 --> 00:32:01,940 no lo realizamos muy bien, con el neumático 450 00:32:01,940 --> 00:32:07,440 nos terminaría frenando del todo, se agarra más ese neumático 451 00:32:07,440 --> 00:32:10,299 en el asfalto que el patín en el hielo 452 00:32:10,299 --> 00:32:15,500 bueno, esas serían las fuerzas principales que nosotros tratamos en este tema 453 00:32:15,500 --> 00:32:18,519 pero son las únicas fuerzas que existen 454 00:32:18,519 --> 00:32:21,640 viéndolas desde el punto de vista físico? Pues no. 455 00:32:22,259 --> 00:32:25,500 Hay otras fuerzas como la fuerza eléctrica 456 00:32:25,500 --> 00:32:30,059 que dependen de una tracción y repulsión 457 00:32:30,059 --> 00:32:33,799 entre cargas eléctricas. Si nos acordamos 458 00:32:33,799 --> 00:32:38,259 de esos electrones y esos protones que unos tenían carga positiva 459 00:32:38,259 --> 00:32:42,019 y otros tenían carga negativa, pues cuando yo intentaba 460 00:32:42,019 --> 00:32:46,000 juntar dos cargas negativas no querían, se repelían. Cuando intentaba 461 00:32:46,000 --> 00:32:49,940 apuntar dos cargas positivas, no querían, se repelían, pero si tenía una carga positiva 462 00:32:49,940 --> 00:32:57,059 y otra negativa, se atraían. Entonces, las fuerzas eléctricas, pensadas así, son de 463 00:32:57,059 --> 00:33:03,339 dos tipos, de atracción, y se va a producir entre cargas diferentes, o de repulsión cuando 464 00:33:03,339 --> 00:33:13,180 las cargas sean iguales. ¿Quién rige esto? Es una ley que inventó en su día nuestro 465 00:33:13,180 --> 00:33:21,119 amigo Houlon, que dice que dos cuerpos con carga eléctrica se van a atraer o repeler 466 00:33:21,119 --> 00:33:30,380 con una fuerza que será proporcional al producto de las cargas que estén ahí en el sistema 467 00:33:30,380 --> 00:33:35,880 e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que los separa. O sea, no se 468 00:33:35,880 --> 00:33:42,059 van a atraer igual estando más cerca o estando más lejos. Cuanto más lejos estén, pues 469 00:33:42,059 --> 00:33:46,279 menos se van a traer o repeler, ahora si están muy cerquita, pues la fuerza que se ejerce 470 00:33:46,279 --> 00:33:52,059 es mucho mayor. Nosotros no vamos a utilizarlo esto, solo es para que lo sepamos y tengamos 471 00:33:52,059 --> 00:33:57,319 conciencia de que también existen estas fuerzas, porque fijaos, simplemente con hacer el experimento 472 00:33:57,319 --> 00:34:01,599 que os pongo a continuación, que es frotar un bolígrafo BIC, que lo hemos hecho todos, 473 00:34:01,980 --> 00:34:06,720 sobre un jersey de lana, pues vemos que luego si le acerco a un papelito, se pega el papelito 474 00:34:06,720 --> 00:34:31,599 ¿Por qué? Pues porque cuando yo he frotado el bolígrafo B sobre mi jersey de lana, lo que he hecho es recolocar sus cargas eléctricas, recolocar todos sus electrones en el exterior, y los electrones acordamos que tenemos carga negativa, y al acercarle al papel, que va a tener las cargas positivas en el exterior, pues le va a atraer hacia él, ¿vale? 475 00:34:31,599 --> 00:34:34,920 fijaos que os pongo aquí 476 00:34:34,920 --> 00:34:37,400 eso es lo mismo que ocurre en las tormentas 477 00:34:37,400 --> 00:34:38,840 cuando se producen rayos 478 00:34:38,840 --> 00:34:41,139 una nube viene cargada 479 00:34:41,139 --> 00:34:43,139 negativamente, al lado 480 00:34:43,139 --> 00:34:45,179 está cargada positivamente, por lo que haces 481 00:34:45,179 --> 00:34:46,980 generas un rayo de una a otra 482 00:34:46,980 --> 00:34:48,739 para hacer esa transferencia 483 00:34:48,739 --> 00:34:50,000 de electrones 484 00:34:50,000 --> 00:34:51,980 de una nube a otra 485 00:34:51,980 --> 00:34:54,960 o sea que lo que era tan tonto como 486 00:34:54,960 --> 00:34:57,039 frotar ese boli 487 00:34:57,039 --> 00:34:58,960 o frotar un globo, en el caso 488 00:34:58,960 --> 00:35:00,820 de una tormenta, pues puede llegar a ser muy 489 00:35:00,820 --> 00:35:07,239 peligroso. Visto este efecto con las cargas eléctricas 490 00:35:07,239 --> 00:35:10,900 vamos a llevarnos a las cargas magnéticas, que va a pasar lo mismo 491 00:35:10,900 --> 00:35:14,760 todos hemos jugado alguna vez con imanes, pues la fuerza magnética 492 00:35:14,760 --> 00:35:19,079 es la que se produce entre dos cuerpos 493 00:35:19,079 --> 00:35:22,420 que tienen cargas eléctricas en movimiento, que es lo que se produce 494 00:35:22,420 --> 00:35:26,699 cuando hay un imán. El magnetismo es una propiedad 495 00:35:26,699 --> 00:35:31,219 que no todos los materiales tienen. Quienes la tienen 496 00:35:31,219 --> 00:35:34,340 que se llaman imanes y suelen ser 497 00:35:34,340 --> 00:35:37,679 metales que la mayoría de las veces 498 00:35:37,679 --> 00:35:41,039 es hierro puro o combinación de hierro 499 00:35:41,039 --> 00:35:42,800 con algo que se llaman aleaciones 500 00:35:42,800 --> 00:35:46,300 entonces lo que hace un imán es que 501 00:35:46,300 --> 00:35:49,420 sus cargas están polarizadas que se llaman 502 00:35:49,420 --> 00:35:52,860 tienen las cargas 503 00:35:52,860 --> 00:35:55,639 positivas en un extremo y las negativas concentradas 504 00:35:55,639 --> 00:35:58,920 en otro ¿vale? no se pueden separar 505 00:35:58,920 --> 00:36:02,800 esas cargas. Tengo una zona neutra que por ser esa cualidad 506 00:36:02,800 --> 00:36:07,300 están pegadas y habría que hacer una fuerza suficiente para compensar 507 00:36:07,300 --> 00:36:11,219 la atracción para poderlo separar. ¿Qué va a ocurrir? 508 00:36:11,599 --> 00:36:14,920 Que si yo intento juntar los dos polos iguales 509 00:36:14,920 --> 00:36:18,840 de un imán, no voy a poder. Se van a repeler, van a empujarse uno al otro. 510 00:36:19,340 --> 00:36:22,559 Ahora, si cojo un polo positivo con uno negativo 511 00:36:22,559 --> 00:36:26,699 hacen lo contrario, que se atraen. ¿Vale? Todos esos 512 00:36:26,699 --> 00:36:32,760 ejemplos los hemos visto alguna vez, todos hemos jugado alguna vez con imanes 513 00:36:32,760 --> 00:36:35,960 y todos hemos visto alguna vez una brújula 514 00:36:35,960 --> 00:36:39,860 que es ese mismo juego, yo en la agujita de la brújula 515 00:36:39,860 --> 00:36:44,300 lo que tengo es cargada con 516 00:36:44,300 --> 00:36:47,920 un tipo de carga y lo que hace mi brújula es 517 00:36:47,920 --> 00:36:52,340 con las cargas que tiene la tierra, pues orientarse siempre 518 00:36:52,340 --> 00:36:56,460 hacia el norte, ¿vale? porque se va a orientar hacia el campo 519 00:36:56,460 --> 00:36:58,360 magnético que está generando la Tierra 520 00:36:58,360 --> 00:37:01,980 viendo eso 521 00:37:01,980 --> 00:37:05,360 sabemos nosotros también orientarnos 522 00:37:05,360 --> 00:37:09,380 entonces, resumen de esto 523 00:37:09,380 --> 00:37:12,480 para que nos quede todo más juntito 524 00:37:12,480 --> 00:37:15,900 ¿qué tipo de fuerzas hemos dicho que podemos encontrarnos? 525 00:37:16,239 --> 00:37:19,019 pues fuerzas gravitatorias, ¿de quién dependen las fuerzas 526 00:37:19,019 --> 00:37:20,820 gravitatorias? de la masa solamente 527 00:37:20,820 --> 00:37:24,500 ¿qué características tienen? pues que 528 00:37:24,500 --> 00:37:27,059 se deben a que los cuerpos tienen masa 529 00:37:27,059 --> 00:37:30,559 y solo son apreciables en cuerpos grandes. 530 00:37:30,699 --> 00:37:32,880 Cuando son cuerpos muy pequeñitos no nos damos cuenta 531 00:37:32,880 --> 00:37:36,420 de que a mí me atrae una hormiga lo mismo que a yo a ella. 532 00:37:37,179 --> 00:37:40,460 Y es una fuerza de atracción que suele ser muy débil, 533 00:37:40,559 --> 00:37:41,599 por eso no nos damos cuenta. 534 00:37:43,139 --> 00:37:45,980 Por ejemplo, tenemos a más escala 535 00:37:45,980 --> 00:37:48,719 la atracción de la Tierra y la Luna. 536 00:37:48,719 --> 00:37:50,960 Por eso la Luna no se sale de su órbita nunca. 537 00:37:51,579 --> 00:37:53,659 El peso de un cuerpo que esté sobre la Tierra. 538 00:37:53,659 --> 00:37:58,659 las fuerzas eléctricas se deben a cargas eléctricas estáticas 539 00:37:58,659 --> 00:38:02,420 se tienen que producir con cuerpos cargados eléctricamente 540 00:38:02,420 --> 00:38:07,659 y se diferencian en fuerzas de atracción y fuerzas de reclusión 541 00:38:07,659 --> 00:38:12,460 ejemplos, pues el rayo, el globo ese que frotábamos y luego no le pasaban por la cabeza 542 00:38:12,460 --> 00:38:16,460 y nos levantaba los pelos, a los que tenéis pelo, a los que no le tenemos nada 543 00:38:16,460 --> 00:38:21,179 la fuerza magnética, que serían ya las últimas 544 00:38:21,179 --> 00:38:36,219 Pues cargas eléctricas que ahora están en movimiento. O sea, fuerza eléctrica cuando las cargas no tienen movimiento, están estáticas. Fuerzas magnéticas cuando están en movimiento. Pues, ¿qué me produce ese movimiento? Produce unas líneas que son las que me generan ese campo magnético. 545 00:38:36,219 --> 00:38:40,519 pueden ser también de atracción y reproducción 546 00:38:40,519 --> 00:38:43,599 y ejemplos de ellos, las brújulas, los imanes 547 00:38:43,599 --> 00:38:47,440 y a gran escala los aceleradores de partículas 548 00:38:47,440 --> 00:38:50,400 ese acelerador de partículas que hay en el CERN en Europa 549 00:38:50,400 --> 00:38:55,320 que se utiliza para descomponer y romper átomos 550 00:38:55,320 --> 00:38:56,440 por ejemplo 551 00:38:56,440 --> 00:38:59,539 y ahora como final del tema pues es 552 00:38:59,539 --> 00:39:03,739 ¿y cómo aplico yo o cómo me puedo beneficiar 553 00:39:03,739 --> 00:39:05,679 de estas fuerzas que hemos estado hablando 554 00:39:05,679 --> 00:39:06,960 en esta parte de la dinámica 555 00:39:06,960 --> 00:39:10,260 pues vamos a pensar una cosa muy simple 556 00:39:10,260 --> 00:39:12,179 y por eso se llama así 557 00:39:12,179 --> 00:39:13,199 máquinas simples 558 00:39:13,199 --> 00:39:14,780 ¿qué máquinas 559 00:39:14,780 --> 00:39:17,119 todos usamos 560 00:39:17,119 --> 00:39:19,539 y hace siglos que se inventaron 561 00:39:19,539 --> 00:39:21,159 que me ayudan a que 562 00:39:21,159 --> 00:39:23,800 mi trabajo sea más 563 00:39:23,800 --> 00:39:26,260 llevadero, más eficiente, más eficaz 564 00:39:26,260 --> 00:39:27,000 más todo 565 00:39:27,000 --> 00:39:30,900 con unos simples principios 566 00:39:30,900 --> 00:39:32,480 físicos 567 00:39:32,480 --> 00:39:34,579 de esta parte de las fuerzas 568 00:39:34,579 --> 00:39:48,719 Bueno, primero, máquinas simples las definimos como aparatos que permiten la transformación de un movimiento en otro diferente, disminuyendo la fuerza que necesito para producirlo y facilitándome el trabajo. 569 00:39:48,719 --> 00:39:53,519 pues fijaos que todo lo hemos usado y lo tenemos en casa 570 00:39:53,519 --> 00:39:57,420 tijeras, carretillas, pinzas, cascanueces 571 00:39:57,420 --> 00:40:00,559 hachas, una rueda, una rampa, un tornillo, una escalera 572 00:40:00,559 --> 00:40:03,960 todo esto me está ayudando a que yo tenga que hacer menos fuerza 573 00:40:03,960 --> 00:40:08,380 que la que sería necesaria para poder producir movimientos 574 00:40:08,380 --> 00:40:12,539 ¿qué necesito para que esto sea tan eficiente? 575 00:40:12,639 --> 00:40:16,900 pues necesito un punto de apoyo que va a ser el lugar de referencia 576 00:40:16,900 --> 00:40:23,260 por el cual la máquina se mueve y donde tengamos ahí la concentración 577 00:40:23,260 --> 00:40:26,000 o el punto de referencia de ese sistema de fuerzas. 578 00:40:26,900 --> 00:40:32,679 Necesito una fuerza que será un movimiento o será un contrapeso 579 00:40:32,679 --> 00:40:36,300 que será la que haga que se ponga en marcha esta máquina. 580 00:40:36,940 --> 00:40:41,800 Y necesitaré también una resistencia que va a ser la carga que quiero mover 581 00:40:41,800 --> 00:40:46,639 y sería una fuerza que lo que intenta es que no se mueva la máquina. 582 00:40:46,900 --> 00:41:00,280 Bueno, pues con estas tres definiciones y premisas, digamos, ¿qué es lo principal de una máquina? ¿Cuál es su, digamos, aplicación? 583 00:41:00,280 --> 00:41:15,599 Pues intentar transformar o compensar fuerzas que están intentando resistirse al movimiento, levantar pesos de una forma más eficaz y más favorable, cambiar las direcciones de fuerzas para poderlas aplicar mejor. 584 00:41:15,599 --> 00:41:20,099 pues vamos a ver dos ejemplos que todos conocéis seguro 585 00:41:20,099 --> 00:41:23,719 y que habéis utilizado sin daros cuenta y utilizáis a diario 586 00:41:23,719 --> 00:41:27,360 el más sencillo, la palanca 587 00:41:27,360 --> 00:41:32,440 que hasta cuando abre una puerta se está aplicando esta ley de la palanca 588 00:41:32,440 --> 00:41:36,320 y otros también muy sencillos, las poleas 589 00:41:36,320 --> 00:41:40,320 que sin darnos cuenta pues las estamos utilizando cuando bajamos una bicicleta 590 00:41:40,320 --> 00:41:42,800 cuando nos movemos con nuestro coche 591 00:41:42,800 --> 00:41:48,309 cuando movemos el pomo en una puerta, o sea, en infinidad 592 00:41:48,309 --> 00:41:52,329 de aplicaciones, ¿vale? ¿En qué 593 00:41:52,329 --> 00:41:56,050 se basaría la palanca? Porque yo cojo una barra rígida 594 00:41:56,050 --> 00:42:00,250 que la apoyo en un punto, ese punto de apoyo se llama fulcro, para si lo veis 595 00:42:00,250 --> 00:42:04,349 en algún sitio, y que me va a servir para levantar grandes 596 00:42:04,349 --> 00:42:08,489 pesos con menos esfuerzo. Y para 597 00:42:08,489 --> 00:42:11,710 ello me aprovecho de esta ley de la palanca 598 00:42:11,710 --> 00:42:16,889 que me dice lo siguiente, que el peso 599 00:42:16,889 --> 00:42:22,420 que yo sería la fuerza 600 00:42:22,420 --> 00:42:26,440 que aplico por el brazo, que es 601 00:42:26,440 --> 00:42:29,679 la distancia que hay de ese peso al punto de apoyo 602 00:42:29,679 --> 00:42:35,900 si lo multiplico me va a dar lo mismo que la resistencia 603 00:42:35,900 --> 00:42:39,760 que es en este caso la carga que quiero levantar 604 00:42:39,760 --> 00:42:42,739 por su brazo de resistencia 605 00:42:42,739 --> 00:43:14,730 Ahora, ¿a qué me ayuda esto? A que si yo pongo el punto de apoyo muy cerca del peso que quiero levantar, el producto de ese peso de la carga que quiero levantar, de esa resistencia, por su brazo que es muy cortito, cuando yo paso el otro punto de apoyo, digo, pues la fuerza que tengo que hacer es muy pequeñita porque la compenso con la longitud de ese brazo que yo pongo. 606 00:43:14,949 --> 00:43:27,289 Entonces, cuanto más lejos, por ejemplo, para que lo penséis y si queréis lo probéis en casa, cuanto más lejos de las bisagras de la puerta, yo empuje la puerta, menos fuerza hago para cerrarla. 607 00:43:27,289 --> 00:43:45,639 Si empujo muy cerca de las bisagras, tengo que hacer más fuerza porque tendría muy cortito este brazo de fuerza que si empujo muy lejos, empujo en el picaporte, que es lo que solemos hacer, para cerrar la puerta. 608 00:43:45,639 --> 00:43:53,659 Pues eso me valdría para levantar piedras, para levantar un coche con un palo en vez de con un gato, si no tengo. 609 00:43:54,460 --> 00:43:56,059 Esa sería la ley de la palanca. 610 00:43:56,820 --> 00:43:58,880 Vamos a ver en qué se basa la polea. 611 00:43:59,860 --> 00:44:02,920 Pues la polea se basa en que yo tengo una rueda giratoria. 612 00:44:04,039 --> 00:44:10,780 Quiero levantar un peso, pero si yo tiro en vertical de ese peso me cuesta mucho trabajo. 613 00:44:10,780 --> 00:44:13,719 si yo hago esa posición en la polea 614 00:44:13,719 --> 00:44:16,679 y en vez de tirar hacia arriba del peso 615 00:44:16,679 --> 00:44:20,179 tiro hacia abajo, me cuesta más, me cuesta menos trabajo 616 00:44:20,179 --> 00:44:23,360 ¿quién me hace ese cambio de dirección de la fuerza? 617 00:44:23,539 --> 00:44:26,260 pues la polea, entonces lo que estoy buscando 618 00:44:26,260 --> 00:44:29,619 es tener ese punto 619 00:44:29,619 --> 00:44:32,260 fijo que no sea fijo en realidad 620 00:44:32,260 --> 00:44:34,679 que sea móvil desde el punto de vista de esa 621 00:44:34,679 --> 00:44:37,559 rotación que se produce en la polea y que me permite 622 00:44:37,559 --> 00:44:40,119 variar la dirección 623 00:44:40,119 --> 00:44:43,840 con la que tiro ¿vale? entonces me va a permitir 624 00:44:43,840 --> 00:44:46,719 como pongo aquí una mejor posición para tirar de la cuerda 625 00:44:46,719 --> 00:44:49,699 y que este cambio de dirección pues me 626 00:44:49,699 --> 00:44:51,940 ayuda a que mi fuerza sea más eficiente 627 00:44:51,940 --> 00:44:55,860 aunque la resistencia que vendo y la fuerza 628 00:44:55,860 --> 00:44:58,420 que hago son iguales 629 00:44:58,420 --> 00:45:01,699 pero me es más cómodo 630 00:45:01,699 --> 00:45:04,519 y lo hago mejor y consigo que sea más 631 00:45:04,519 --> 00:45:07,900 útil digamos si lo hago 632 00:45:07,900 --> 00:45:10,960 con este ángulo, el tirar de la cuerda, que si quiero tirar hacia arriba 633 00:45:10,960 --> 00:45:13,199 en vertical, me cuesta mucho menos 634 00:45:13,199 --> 00:45:16,699 pues estas dos, principio de la palanca 635 00:45:16,699 --> 00:45:20,159 o ley de la palanca, de la polea, pues es una aplicación 636 00:45:20,159 --> 00:45:22,480 que estamos haciendo todos los días 637 00:45:22,480 --> 00:45:25,800 de lo que hemos estado hablando 638 00:45:25,800 --> 00:45:27,559 de los sistemas de fuerzas 639 00:45:27,559 --> 00:45:31,739 pues aquí se nos acabaría nuestro tema, ahí os propongo 640 00:45:31,739 --> 00:45:34,139 una serie de actividades como siempre para que repaséis 641 00:45:34,139 --> 00:45:37,820 las echéis un ojito y como os dije el otro día 642 00:45:37,820 --> 00:45:41,280 no vamos a seguir más, el tema que nos falta ya le dejamos 643 00:45:41,280 --> 00:45:43,460 porque es imposible darle en una hora 644 00:45:43,460 --> 00:45:46,659 entonces prefiero que la clase del lunes que viene 645 00:45:46,659 --> 00:45:50,699 la utilicemos para las dudas que tengáis 646 00:45:50,699 --> 00:45:53,380 de este tema y del anterior de química 647 00:45:53,380 --> 00:45:56,900 si no me proponéis ninguna duda pues yo haré algún ejercicio 648 00:45:56,900 --> 00:45:59,699 de los que me parezca que pueden haberos resultado 649 00:45:59,699 --> 00:46:01,699 más complicado y ya está 650 00:46:01,699 --> 00:46:05,539 preferiría que si podéis os conectaseis 651 00:46:05,539 --> 00:46:08,780 y me preguntaseis lo que más os ha costado 652 00:46:08,780 --> 00:46:12,400 y repasásemos lo que a vosotros os interese más 653 00:46:12,400 --> 00:46:15,559 porque a mí me parece una cosa más difícil 654 00:46:15,559 --> 00:46:17,659 y a vosotros os ha parecido muy fácil, lo al revés 655 00:46:17,659 --> 00:46:20,739 yo dejo una cosa sin repasar pensando que era fácil 656 00:46:20,739 --> 00:46:22,719 y a vosotros os ha resultado muy difícil 657 00:46:22,719 --> 00:46:27,159 bueno, sea como sea, pues eso, hemos terminado aquí el tema 658 00:46:27,159 --> 00:46:29,440 que tengáis buena tarde 659 00:46:29,440 --> 00:46:31,880 y mañana en matemáticas pues 660 00:46:31,880 --> 00:46:34,219 nos volvemos a escuchar otra vez 661 00:46:34,219 --> 00:46:35,780 Buena tarde. Hasta luego.