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Fuerzas y movimientos - Contenido educativo
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Hola a todos, buenas tardes. Estamos en una nueva clase de ciencias. Estamos con la lección, el tema 3 de la interacción.
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Ya se ha estado viendo sobre los componentes del movimiento, hemos estado viendo la velocidad, el concepto de velocidad, el espacio recorrido en tiempo empleado, estuvimos viendo los diferentes tipos de velocidades, velocidad media, velocidad instantánea,
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y los cálculos cuando tenemos la velocidad en kilómetros hora y la tenemos que pasar a otras unidades,
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por ejemplo las del sistema internacional que son metros por segundo.
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Ya sabemos que las unidades kilómetros y horas no son del sistema internacional,
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pero para pasar a metros por segundo tendríamos que pasar los kilómetros a metros,
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que era multiplicado por 1.000 y las horas a segundos que eran divididas entre 1.000.
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Bien, pues eso para las velocidades medias, ya digo, calcularíamos, como dijimos en la
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clase anterior, las velocidades medias en función del espacio y en función del tiempo.
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Con una gráfica,
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estuvimos viendo que los valores de la gráfica,
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en las tizas tenemos el tiempo, en este caso en horas,
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en coordenadas tenemos la distancia, en este caso en kilómetros,
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y en cada punto vamos viendo qué es lo que está haciendo
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nuestro móvil en su desplazamiento.
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Entonces, esta tabla nos va dando, en el kilómetro cero y en el tiempo cero, tendríamos una distancia de 100 kilómetros, que es desde donde parte el móvil.
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En el tiempo 2 tendríamos 300 kilómetros recorridos, en el tiempo 4 también 300 kilómetros recorridos, y eso está en función de que si transcurre el tiempo, pero no se avanzan kilómetros, es que el vehículo en ese caso está parado.
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Y está parado para luego continuar, ha hecho una parada a lo largo de su recorrido, de la cual en el tiempo 4 horas continúa hasta 8 horas, de 4 a 8 horas está el vehículo avanzando y llega hasta los 500 kilómetros.
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Bien, pues eso también se estuvo viendo y ahí, digamos, en cada tramo calculando la velocidad media o calculando el espacio recorrido y el tiempo invertido en recorrerlo.
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También se escogió que la aceleración se calcula como diferencia de una velocidad menos otra, es cuando hay variación de velocidad, una velocidad aumenta, entonces tenemos una aceleración.
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Si nuestro coche va a 100 km hora y luego pasamos a una autopista en la que tenemos más oportunidad de ir un poco más rápido y vamos a 120 y pasamos de 100 a 120, entonces tendríamos una aceleración en la que tenemos en cuenta esas dos velocidades, las pescamos y las dividimos por el tiempo empleado en recorrerlo.
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lo que no podemos es tener
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en el numerador una velocidad
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en kilómetros hora y en el denominador
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tener segundos
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son dos unidades diferentes
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entonces, sí o sí
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o los segundos los pasamos a horas
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eso
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nos va a dar unas cifras muy altas
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bueno, perdón, va a ser
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dividir entre 3600
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o este valor
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de 120 y 150
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lo pasamos en kilómetros hora
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a metros por segundo. Vamos a hacer ese ejemplo, ese caso, para calcular la aceleración. Vamos
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a hacer estos dos ejercicios a ver en qué consisten. Recojo la línea, entrojo y la
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velocidad, como tenemos aquí en la fórmula, en el numerador, sería que la fórmula de
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la aceleración es igual. Ya digo que velocidad final son 150 menos 120 y con esto tendríamos
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el operador 150 menos 120, que esa es la velocidad en la que nosotros hemos acelerado y hemos
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pasada de 120 a 150. Bueno, esta velocidad está muy viva, pero hemos pasado de 120 a
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150. ¿En cuánto tiempo? En dos segundos. Vale, pues estos 30 kilómetros hora del
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Numerado partido de 2 segundos, solo tenemos que pasar a metros por segundo, porque de kilómetros por hora no podemos ir parando a 2 segundos.
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Entonces, haríamos así 30 kilómetros en una hora, 30 kilómetros hora es 30 kilómetros en una hora, esto sería igual, digo, perdón, esto lo multiplicaríamos por otra fracción en la que los kilómetros los ponemos abajo,
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los metros a los que yo quiero ir arriba, un kilómetro son mil, mil metros, vale, ya
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tenemos pasados los kilómetros a metros, si esto lo quitara en azul, pues los kilómetros
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se me van, y ahora vamos a pasar las horas a segundos, entonces tendríamos una hora
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arriba y abajo en segundos. ¿Cuánto vale una hora? Pues son de 1600 segundos. 3, 6, 0, 0. Una hora de 1600 segundos.
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Con lo cual nos vamos a tener en el numerador 30 por mil y en el denominador 3.600. Esto lo simplificamos y da 22,4.
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Entonces, 22,4 metros por segundo, que nosotros tenemos que sustituir en este numerador de 30, ya no podemos poner 30 porque son kilómetros sola, lo ponemos en, ya digo, metros segundo.
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Y la aceleración la mediríamos todas las mismas unidades.
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22,4 entre 2 segundos, el propietario no acelerar, es igual a 11,2.
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Bien, pues, ¿esa aceleración en qué unidad la medimos?
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Aquí no nos pilla bien, metros segundo cuadrado.
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Entonces, 11,2 metros partido de segundo al cuadrado. Vale. En el problema siguiente, pues, tendríamos el tren AVE que frena desde 300 kilómetros hora a 0 kilómetros en 30 segundos.
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Bien, en el numerador, eso sería en la fórmula de la aceleración, en el numerador tendríamos velocidad final es cero.
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Entonces, aquí la velocidad final pondríamos 0 y le restaríamos la velocidad de donde venimos, que son 300, 0 menos 300, partido del tiempo, que son 30 segundos.
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en el numerador ya digo
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tenemos diferencia de velocidades
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en el denominador tenemos
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el tiempo invertido
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en esa aceleración
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que en este caso lo que está haciendo
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no es acelerar, es frenar
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pero es una aceleración negativa
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que se nos va a dar
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menos 300 en el numerador
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y
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30
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en el denominador
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vale
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Igual que antes, no podemos hacer esta operación porque el numerador son 300 kilómetros hora menos y el tiempo es segundos.
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Así es que tendríamos que hacer lo mismo y pasar los 300 de kilómetros hora a metros por segundo y luego sustituirlos aquí.
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Vale, pero aquí lo importante es que nos va a dar un valor negativo.
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Y contiene todo valor negativo, no es que está mal, está bien, es que este valor negativo indica que la aceleración es negativa. Así es que cuando una aceleración negativa es que el coche está frenando.
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Se está frenando, en este caso llega hasta pararse porque llega a 0 km por hora, entonces la aceleración elevativa es igual a que está frenando o está disminuyendo la velocidad en su caso.
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¿Qué sucede
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en este apartado 16
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cuando un cuerpo se deja caer
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desde lo alto de un azotea
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y golpea el suelo a una velocidad de 100 kilómetros
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sola en 2,83 segundos?
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Vale,
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esta aceleración
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los cuerpos que caen en caída
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dice que es la de
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larga edad, entonces
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es una
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aceleración particular
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Porque es la misma que tenemos, se llama así, la generación de la gravedad, es la que tenemos todos los cuerpos que vivimos en la Tierra, y mide lo mismo, y la generación de la gravedad, ya digo, que es igual a, mide lo mismo para todos los cuerpos que caen.
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Entonces, 9,8 metros segundo cuadrado. Vale, pues 9,8 unidades de tiempo, metros entre segundo cuadrado, ya digo, es la aceleración con la que los cuerpos se aceleran y van cayendo cada vez más rápido.
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Si nosotros nos caeramos desde lo alto de un edificio, nos aceleraríamos con esta proporción.
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Cada segundo que pasa, caeríamos con más rapidez.
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Bien, pues la gráfica, igual que hemos visto, la gráfica de la velocidad, aquí tendríamos la de la aceleración.
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Entonces, la variación de la velocidad con el tiempo es la aceleración.
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Y los móviles en el eje de coordenadas ya no tendríamos, como hemos visto antes, aquí tendríamos la distancia, si es una velocidad normal, desplazamiento, pero en la aceleración tenemos una velocidad y un tiempo.
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Entonces, aquí, que esto esté en la misma línea, no indica que se esté parando, como nos pasa en la gráfica.
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Aquí lo que está indicando es que lleva una velocidad constante en el 1, en el 2 y en el 3, aquí no sé si son segundos o horas, aquí son segundos, ¿vale?
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Este tiempo en segundos indica que los tres primeros segundos el vehículo está circulando de una velocidad constante.
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Luego, en el siguiente segundo, lo que está es, en el tiempo, está bajando su velocidad, está disminuyendo su velocidad.
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entonces pasa
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de 2 metros por segundo
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a 0 metros por segundo
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y está frenando
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como pasaba antes con el avión
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y en ese tiempo de 4 a 5
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el vehículo se para
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porque tiene velocidad 0
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y en el punto 6
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ha comenzado otra vez a avanzar
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en ese tramo tendría otra aceleración
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que va de 5 a 6
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durante un segundo
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está avanzando, ¿cuánto?
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de 0 a 1 metros
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por segundo
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con lo cual ha avanzado un metro
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y luego de 6 a 7
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vuelve a tener una velocidad constante
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aquí no está parado, está en una velocidad
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constante
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que son
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1 metros
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por segundo, durante un segundo
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1, en total
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y luego de 7 a 10
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voy a ir
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marcando en esos tramos qué velocidad tiene. La velocidad es de 0 a 3, que sería tramo
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de velocidad constante de 0 a 3. Entonces, en este tramo, de 0 a 3 segundos, en este
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tramo, la velocidad es constante. Entonces, la aceleración es 0, porque no se acelera
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el vehículo, sino que tiene su misma velocidad. Y en el tramo 6 a 7, de 6 a 7, este tramo
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tiene también otra aceleración cero y una velocidad constante. ¿Qué pasaría en este
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tramo de 5 a 6 está acelerando
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en el tramo desde 5 a 6 está pasando de 0 a 1 entonces la
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aceleración es de 0 a 1 en el numerador habría un 1 en el denominador un 1 también
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porque está pasando un segundo,
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esos son segundos,
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la declaración vale uno
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metros segundo cuadrado,
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ya lo sabemos,
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esas unidades para no decirlo
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por el otro rato.
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Y en el tramo de siete a diez,
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de siete a diez,
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en ese tramo lo que está haciendo
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el vehículo es acelerando
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pero bastante más.
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Vamos a poner en cuanto
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la aceleración sería igual
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4 metros segundos
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menos 2 menos 1
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3 metros segundos
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¿Durante cuánto tiempo?
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Durante 1, 2, 3
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Durante 3 segundos
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ha acelerado
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a razón de 3 metros segundos
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con lo cual
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esta aceleración es igual que la anterior
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un metro
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segundo cuadrado
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ya digo, la sumidad de la aceleración
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es metro segundo
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al cuadrado, vale
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bueno, pues
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entonces, la
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necesidad de velocidad y aceleración
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es que la velocidad
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es el espacio
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partido del tiempo, y la aceleración
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sin embargo, es la velocidad
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final menos la inicial
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durante un tiempo
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Y en este caso hay aceleración, este tramo, este de 7 a 10, aquí hay aceleración, y en este otro tramo, de 5 a 6, que hemos puesto aquí, también aquí hay aceleración, porque está pasando de una velocidad más pequeña a una velocidad mayor.
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Vale, el siguiente tema que tenemos dentro de esta lección son las fuerzas. Mirad, las fuerzas se producen siempre y cuando haya o un movimiento o una deformación.
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como aquí indica
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una fuerza
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o produce un movimiento
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o produce una deformación
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también produce un frenado
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pero si yo
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estoy empujando una pared
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y esa pared no se mueve
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yo no estoy haciendo una fuerza
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solo son los solos
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hago fuerza si logro
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que la pared que me seca no se va a mover
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pero un pupitre
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yo pongo un pupitre, el pupitre se mueve
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o una silla o una cama, si yo lo empujo y se mueve, estoy apuntando una fuerza, pero si lo empujo y no logro que se mueva,
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porque es muy pesado una estantería o un armario que pese mucho y no logro que se mueva, entonces no hay fuerza.
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también se produce una fuerza cuando hay una deformación
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por ejemplo, si estamos amasando
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una masa para la pizza o estamos con
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arcilla y no estamos dando forma, ahí
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se nota que hay una fuerza porque esa fuerza nos está produciendo
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una deformación. Bien, pues
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Una fuerza es un vector, las fuerzas son vectores, y como tales, los vectores, que son flechas, pero son semiflechas,
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los vectores tienen una dirección hacia la que se dirige, que es en la punta de la presa, tienen una dirección.
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Tienen un módulo que es lo que vale esa fuerza, esta puede ser más pequeña, esta puede ser más pequeña todavía,
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Si esta vale 8, esta puede valer 3, o sea, esa flecha que nosotros dibujamos, ese vector, según lo largo que sea, nos dará una intensidad, un valor de la fuerza que nos mide cuánto estamos aplicando de esa fuerza, ya sea tirando o empujando.
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Y ya digo, viene definido por una dirección, que es la que unica la flecha con su puntita, esa dirección, y luego hay un sentido.
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Porque, igual que en la conducción todas las calles tienen doble sentido, un sentido va hacia un lado y el otro el mismo, pero el sentido opuesto,
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las fuerzas no es lo mismo que nosotros
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hagamos fuerza hacia allá empujando
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que hacia allá
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es la misma fuerza, mide lo mismo
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la dirección en la norma pero el sentido no
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porque va en sentido contrario y aquí a lo mejor estaríamos tirando
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aquí empujamos algo y aquí tiramos de algo
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como por ejemplo
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este ejemplo de la caja
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o del bloque
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Pues, ya digo, el sentido depende de si nosotros, al hacer la fuerza, lo hacemos hacia un lado o lo mismo para el lado contrario.
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Es el sentido. No es mi derecho ni izquierdo, sino el sentido y el contrario. Y ya está.
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y lo único donde empieza
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el punto de aplicación es donde empieza
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una fuerza a ser aplicada
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si yo empujo, por ejemplo
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visto desde arriba, esto es
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una mesa, visto desde arriba
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yo puedo empezar a empujarla
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desde aquí o puedo empujarla
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desde aquí, donde yo estoy
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aplicando mi fuerza, esa es la misión
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aplicando con los brazos, ese es el punto de aplicación, donde se empieza a aplicar
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la fuerza, el punto de aplicación. La intensidad será si yo hago mucho o poco esfuerzo, 8,
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5, y la dirección, si yo en este caso la dirección es para arriba, en este caso la
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dirección es hacia la derecha, la dirección nos dice hacia dónde quiero mover o correr
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en este caso la mesa. La unidad, me lo he dejado por aquí, en el que yo mido mis fuerzas
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es el Newton, Newton es sistema internacional y ya digo, es la unidad en la que nosotros
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mediremos las fuerzas. Entonces, este valor que pongo aquí, este 8 será newton y aquí
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que pongo 5, 5 será también newton. Bien, pues vamos a pasar un poquito más adelante
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a ver las leyes de newton. Bueno, vamos a hacer este ejercicio que indica en cada caso
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si esa fuerza produce un efecto deformador o de movimiento. Empuja el clavo de la cumbra,
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esto sería movimiento. Atraer, sería un imán, un clavo que estaba en reposo. Si nosotros
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ponemos un imán cerca de un clavo, pues el clavo se mueve y claramente es movimiento.
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modelar una figura de arcilla
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eso es una deformación
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así es que
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nosotros con la arcilla
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no estamos produciendo
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un movimiento, sino estamos produciendo
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un efecto deformador
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y luego lanzar una pelota de tiempo
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una pelota de tenis
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perdón, esto claramente
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es movimiento pero tenemos que
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tener en cuenta
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que esa pelota si es muy blanca
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en tenis se juega con unas pelotas
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están huecas por dentro, no son piedras, pues puede que tenga también al lanzarla
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y al golpearla una pequeña deformación. Pero bueno, eso ya es hilado vecino.
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Entonces, según Newton, hay dos leyes que hay que considerar, que es la de la Iglesia,
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que dice así, todo cuerpo permanece en su estado de reposo o movimiento uniforme y retino,
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a no ser que actúe sobre él alguna fuerza.
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Esto quiere decir que en ausencia de fuerza, por ejemplo, en el espacio,
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un cuerpo artiláctico de impulso se irá indistintamente con velocidad constante y en línea recta.
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¿Dónde vemos esto? Pues lo podemos ver por ejemplo en un péndulo.
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Si nosotros en un péndulo le aplicamos un movimiento y este arte que gire,
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para arriba o no, para arriba o no, para aquí o para acá.
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El movimiento es de medular, en teoría, con este impulso inicial,
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seguirá así indefinidamente con una velocidad constante, en este caso sería aquí en línea circular.
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Bueno, la segunda ley del movimiento, que es el cambio de velocidad, la aceleración,
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es proporcionar a la fuerza aplicada y según la línea recta, lo largo de la cual aquella
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fuerza que se imprime. Entonces, la fuerza que hemos dicho que se mide en newton es
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proporcionar a la masa y a la aceleración, lo que significa que si sobre el cuerpo actúa
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permanentemente una fuerza, el cuerpo irá aumentando su velocidad indefinidamente con
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una aceleración constante que depende de la masa del mismo. Por ejemplo, lo que estamos
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antes comentando la gravedad, si nosotros desde un sitio elevador dejamos caer un objeto
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que vaya para abajo, ese objeto tendrá la fuerza de la gravedad, la fuerza con la que
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la Tierra atrae a su cuerpo, que será proporcional a su masa, cuanto mayor es el cuerpo que se
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esa fuerza es mayor, llegará antes en este caso, y la aceleración, esta aceleración
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es la que hemos comentado antes, que un momentito, aquí, esta aceleración es la de la aceleración
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de la gravedad, de 9,8 metros segundo cuadrado, es la aceleración de un cuerpo que se deja
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caer y aquí ya lo hilamos o lo unimos con las fuerzas en la que tenemos en cuenta su
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masa, la masa del cuerpo, esta masa pequeña caerá un poco más lento que esta masa que
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es de un cuerpo mayor, puesto que la A es la misma, la A es una claveta y hemos dicho
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que es 9,8 metros, el punto cuadrado, es la misma para todos los cuerpos en la Tierra.
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Ojo, porque esta cantidad no es la misma si estamos en otro planeta.
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El alumno o el Plutón, pues allí no tendríamos la misma gravedad que tenemos aquí.
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Bueno, segundo cuadrado.
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Vale, y la tercera, la de Plutón, es la de la ley de acción y reacción.
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Si un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, este último ejerce la misma pero en sentido
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contrario sobre el primero.
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Si le pego una pata al balón, el balón reacciona sobre el pie con la misma fuerza.
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O sea, el balón no nos está pegando a nosotros, pero opone una resistencia o con una reacción
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a la acción nuestra de darle con el pie, con la misma fuerza con la que le hemos dado el impacto.
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Bien, pues, dice, calcula la aceleración producida en la nave,
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calcula la fuerza ejercida por el motor de una nave espacial de 500 kilos
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y la masa de esta, que produce una aceleración de 2 metros al segundo.
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Al ser un armado espacial, entonces la fuerza sería igual a 500, y estamos con esta fórmula, masa por aceleración, como no es caída libre, pues aquí aplicamos la masa, que es verdad, que son los kilos y metros segundo cuadrado,
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y el resultado sería 1.000 en Newton.
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¿Por qué? Porque el sistema internacional, la unidad de masa es el kilogramo,
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no es el gramo, es el kilogramo, y la unidad de aceleración es el segundo cuadrado.
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Con lo cual, la fuerza anotada es en Newton.
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y te calcula la aceleración
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de la aceleración anterior
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si el motor le da un empuje de 500
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newton
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entonces aquí tendríamos que
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hallar
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la aceleración
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teniendo estos
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1000 newton más
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150 tendríamos
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1150 newton
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150
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Eso es igual a la masa que ya la tenemos, que es el mismo vehículo, que son 500 kilogramos,
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y la aceleración es la que nos están pidiendo. Despejaríamos y ya sería igual a 250 entre 500.
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Pues esto ya lo quedé. Bien, y también podemos calcular las fuerzas, las podemos calcular gráficamente. Hemos dicho hace dos páginas que las fuerzas se pueden representar como flechas, como vectores, y esos vectores estaban definidos por el punto de aplicación, una dirección, aquí que ve,
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el sentido, si van hacia allá o hacia el sentido contrario, y una intensidad o valor.
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Bien, pues eso es lo que hacen en este ejercicio en el tiempo.
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Vamos a calcular de forma gráfica el resultado de dos fuerzas sobre un mismo cuerpo.
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En este caso tenemos una fuerza en este sentido que mide 8 newton, hay otra fuerza que son 5 newton, nosotros tendríamos una resultante que es esta, equivalente a la suma de 8 más 5, 13 newton.
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Bien, ¿qué pasa cuando tiene la fuerza diferentes sentidos, no dirección?
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Porque la dirección es esta, pero este sentido va hacia allá, son 5, y este va hacia allá, son 8.
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Es como si estuviéramos de un único bloque de madera o de piedra, algo que pese mucho,
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dos personas, una tirando hacia allá y la otra tirando en sentido contrario.
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Bien, pues como la vida real, la navidad es la que más fuerza hace. Si este tiene 8 newtons y este tiene 5, restamos y 8 menos 5 se nos quedaría en 3 newtons, que son los que marca esta flecha.
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¿Y en qué dirección? Pues también la que gane. Si esta de 8 N, la flecha va en ese sentido, en esta resta los 3 N van en el mismo sentido de la flecha mayor, va en el sentido mayor cantidad de fuerza.
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Vamos a ver qué pasaría con estos ejemplos que son muy gráficos también. Aquí la fuerza R resultante. Tenemos este bloque que es movido por 8 y por 10.
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la resultante
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sería 18
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newton. ¿A dónde van?
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Pues a la derecha
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y se movería
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en ese sentido, hacia allá.
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La resultante es la suma de los dos.
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¿Y qué pasaría
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en este caso en el que tenemos
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20 hacia la derecha, 25
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hacia la izquierda? Pues lo que
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pasa aquí es que se va a contestar
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porque están los dos
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en el mismo sentido. Entonces 25
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menos 20, 5. ¿A dónde van? Iría este mayor, la resultante, la fuerza resultante, iría a la izquierda.
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En este de aquí, 12 en este sentido, 14 en este sentido, 12 y 14, perdón, 12 y 4 son 16, 16 newton,
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y esos 16 newtons van, obviamente, a la izquierda.
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Vale, estas dos fuerzas van a la derecha, sumaríamos 10 y 6 a la derecha, en fin,
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y serían todos en el mismo sentido, estas dos en el mismo sentido a la derecha.
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Aquí tenemos 10 en el sentido este, otro 10 en el siguiente, 10 menos 10, vamos a restarlo y nos da 0, 0 en el otro.
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No se movería porque la fuerza que hacemos no produce movimiento.
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Y aquí tenemos 9 y 9, 18 en un sentido y 15 en el otro.
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La diferencia son 18 menos 15, que son 3.
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¿Y hacia dónde? Pues aquí tienes 15 y aquí tienes 18.
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Esos 3, este número es mayor que este.
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Esos 3 van a la derecha.
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Así es que se movería o se desplazaría hacia la derecha.
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Bien, pues lo vamos a dejar aquí y ya continuaremos con la semana que viene.
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y ya con lo de la semana que viene ya terminaríamos la lección.
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Que serían las fuerzas que nos rodean y ya quedamos un poquito.
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Bueno, pues un saludo a los que vayan a ver este vídeo
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y mucho ánimo con lo que queda, que ya no queda nada.
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Y hasta la semana que viene.
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- Autor/es:
- Gloria Royo
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- Fecha:
- 2 de diciembre de 2025 - 19:36
- Visibilidad:
- Público
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- CEPAPUB RAMON Y CAJAL
- Duración:
- 37′ 58″
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- Resolución:
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