Las fuerzas como agentes de cambio
Le pegás una patada a una pelota parada en el patio de la escuela y sale rodando. Apretás una bola de plastilina y se queda aplastada. En los dos casos algo empujó a un objeto. ¿Cómo podemos saber que hubo una fuerza, si lo único que vemos es lo que le pasa al objeto? Al final de la página lo resolvemos.
Qué es una fuerza
Empujás la puerta del aula, estirás una gomita o apretás el freno de tu bicicleta: en todos los casos algo actúa sobre un objeto. ¿Cómo lo define la física?
¿En qué unidad se mide la fuerza en el Sistema Internacional? ¿A qué famoso científico debe su nombre esa unidad?
¿En qué unidad se mide la fuerza en el Sistema Internacional? ¿A qué famoso científico debe su nombre esa unidad?
Marcos ve una pelota parada en el patio y le da una patada: la pelota sale rodando, como se muestra en la figura. ¿Qué cambió en la pelota gracias a la fuerza de la…
Marcos ve una pelota parada en el patio y le da una patada: la pelota sale rodando, como se muestra en la figura.
¿Qué cambió en la pelota gracias a la fuerza de la patada: su forma o su estado de movimiento? Explicalo con tus palabras.
Los dos efectos de una fuerza
Pisás una lata vacía de gaseosa y se aplasta; golpeás una pelota y sale disparada. ¿Qué dos cambios distintos puede provocar una fuerza?
Deformaciones elásticas y plásticas
No todas las deformaciones son iguales. Estirá una gomita y soltala: vuelve a su forma. Apretá una bola de plastilina y soltala: se queda aplastada.
Completá la frase con las palabras que faltan: «Las fuerzas pueden cambiar la $\dots$ de un cuerpo (deformarlo) o cambiar su $\dots$: ponerlo en marcha, acelerarlo,…
Completá la frase con las palabras que faltan: «Las fuerzas pueden cambiar la $\dots$ de un cuerpo (deformarlo) o cambiar su $\dots$: ponerlo en marcha, acelerarlo, frenarlo o desviarlo».
Aitana aprieta una bola de arcilla fresca con las manos y la aplasta. ¿Qué efecto produce la fuerza que hace con las manos? ¿Cambió la velocidad de la arcilla o su forma?
Aitana aprieta una bola de arcilla fresca con las manos y la aplasta. ¿Qué efecto produce la fuerza que hace con las manos? ¿Cambió la velocidad de la arcilla o su forma?
En un partido de tenis, la pelota viene hacia Lucía y ella la devuelve con la raqueta hacia el campo contrario, como se muestra en la figura. ¿Qué dos efectos produce la…
En un partido de tenis, la pelota viene hacia Lucía y ella la devuelve con la raqueta hacia el campo contrario, como se muestra en la figura.
¿Qué dos efectos produce la fuerza de la raqueta sobre la pelota? Fijate en su velocidad y en su dirección.
Indicá qué efecto principal produce la fuerza en cada caso: deformar el cuerpo, cambiar su velocidad o cambiar su dirección. a) Apretás una pinza de la ropa y se abre.…
Indicá qué efecto principal produce la fuerza en cada caso: deformar el cuerpo, cambiar su velocidad o cambiar su dirección.
- a) Apretás una pinza de la ropa y se abre.
- b) Una ráfaga de viento desvía una hoja que caía.
- c) Un corredor esprinta en los últimos metros y va cada vez más rápido.
Daniela estira la goma de una gomera y, al soltarla, la piedra sale disparada. a) ¿Qué efecto produce la fuerza de Daniela sobre la goma al estirarla? b) ¿Qué efecto…
Daniela estira la goma de una gomera y, al soltarla, la piedra sale disparada.
- a) ¿Qué efecto produce la fuerza de Daniela sobre la goma al estirarla?
- b) ¿Qué efecto produce la goma sobre la piedra al soltarla?
Apretamos con la misma fuerza un resorte y una bolita de plastilina y luego dejamos de apretar. a) ¿Qué le pasa a cada uno después de dejar de apretar? b) ¿Qué…
Apretamos con la misma fuerza un resorte y una bolita de plastilina y luego dejamos de apretar.
- a) ¿Qué le pasa a cada uno después de dejar de apretar?
- b) ¿Qué diferencia hay entre las dos deformaciones?
- c) ¿Cuál de los dos materiales es elástico?
Fuerzas de contacto y fuerzas a distancia
Para empujar una mesa tenés que tocarla, pero si soltás las llaves caen solas y un imán de heladera atrae un clip antes de tocarlo. ¿Cómo es posible?
También podemos clasificar las fuerzas por su origen:
-
Gravitatoria: la Tierra atrae a todos los cuerpos que tienen masa (una pelota que cae).
-
Eléctrica: entre cuerpos con carga (un globo frotado con un pulóver de lana atrae papelitos).
-
Magnética: entre imanes o corrientes (un imán de heladera atrae un clip).
Ojo con los criterios: clasificar por origen y por ubicación son criterios distintos. Las tres interacciones (gravitatoria, eléctrica y magnética) se manifiestan a distancia. Las fuerzas de contacto (empujar, rozamiento) se clasifican según su ubicación, y a escala de partículas tienen origen eléctrico: se deben a las interacciones entre las partículas de las superficies que se tocan.
Pablo empuja la puerta del aula con la mano para cerrarla. ¿Necesita Pablo tocar la puerta para empujarla? ¿Cómo se llaman las fuerzas que, como esta, necesitan que haya…
Pablo empuja la puerta del aula con la mano para cerrarla. ¿Necesita Pablo tocar la puerta para empujarla? ¿Cómo se llaman las fuerzas que, como esta, necesitan que haya contacto entre los cuerpos?
Se te cae una goma de borrar y llega al piso sin que nadie la empuje hacia abajo. ¿Qué fuerza la lleva hasta el piso? ¿Actúa esa fuerza tocando la goma o sin tocarla?
Se te cae una goma de borrar y llega al piso sin que nadie la empuje hacia abajo. ¿Qué fuerza la lleva hasta el piso? ¿Actúa esa fuerza tocando la goma o sin tocarla?
Joaquín sostiene la cuerda de su barrilete en un día de viento para que no salga volando, como se muestra en la figura. Nombrá una fuerza que actúe sobre el barrilete,…
Joaquín sostiene la cuerda de su barrilete en un día de viento para que no salga volando, como se muestra en la figura.
Nombrá una fuerza que actúe sobre el barrilete, decí quién o qué la ejerce y qué efecto produce sobre el barrilete.
Clasificá estas fuerzas en de contacto o a distancia, y justificá brevemente cada respuesta: a) El viento empuja la vela de un barco. b) Un imán atrae un clip. c) La…
Clasificá estas fuerzas en de contacto o a distancia, y justificá brevemente cada respuesta:
- a) El viento empuja la vela de un barco.
- b) Un imán atrae un clip.
- c) La gravedad nos mantiene pegados al suelo.
- d) Empujás el carrito del supermercado.
Una cocinera amasa una bola de masa de pan apretándola una y otra vez con las manos. a) ¿Qué efecto produce la fuerza sobre la masa? b) ¿Por qué decimos que es una…
Una cocinera amasa una bola de masa de pan apretándola una y otra vez con las manos.
- a) ¿Qué efecto produce la fuerza sobre la masa?
- b) ¿Por qué decimos que es una fuerza de contacto?
Un velero cruza un lago, como se muestra en la figura. Sobre él actúan el viento, que empuja la vela; el agua, que frena el casco; y la gravedad, que atrae el velero…
Un velero cruza un lago, como se muestra en la figura. Sobre él actúan el viento, que empuja la vela; el agua, que frena el casco; y la gravedad, que atrae el velero hacia abajo.
Indicá para cada una de las tres fuerzas si es de contacto o a distancia y qué efecto produce sobre el velero.
Hugo va en bicicleta y aprieta el freno: las zapatas aprietan la llanta y la bici termina frenando. a) ¿Qué fuerza frena la rueda? b) ¿Qué efecto produce esa fuerza…
Hugo va en bicicleta y aprieta el freno: las zapatas aprietan la llanta y la bici termina frenando.
- a) ¿Qué fuerza frena la rueda?
- b) ¿Qué efecto produce esa fuerza sobre la velocidad de la bici?
Sofía suelta un globo inflado sin atar y sale volando por la habitación, empujado por el aire que escapa. a) ¿Qué objeto empuja al globo? b) ¿Es una fuerza de contacto o…
Sofía suelta un globo inflado sin atar y sale volando por la habitación, empujado por el aire que escapa.
- a) ¿Qué objeto empuja al globo?
- b) ¿Es una fuerza de contacto o a distancia?
- c) ¿Qué efecto produce sobre el globo?
Una gimnasta cae sobre una cama elástica: al aterrizar la hunde y, un instante después, sale lanzada hacia arriba. a) ¿Qué efecto produce la gimnasta sobre la cama…
Una gimnasta cae sobre una cama elástica: al aterrizar la hunde y, un instante después, sale lanzada hacia arriba.
- a) ¿Qué efecto produce la gimnasta sobre la cama elástica?
- b) ¿Qué efectos produce después la cama elástica sobre la gimnasta?
- c) ¿Son fuerzas de contacto o a distancia? Justificalo.
En un partido de vóleibol, Vega salta y golpea la pelota, que sube, describe una curva y cae en el campo contrario, como se muestra en la figura. a) ¿Qué fuerzas actúan…
En un partido de vóleibol, Vega salta y golpea la pelota, que sube, describe una curva y cae en el campo contrario, como se muestra en la figura.
- a) ¿Qué fuerzas actúan sobre la pelota mientras Vega la toca?
- b) ¿Y mientras vuela por el aire, ya sin tocarla nadie?
- c) Clasificá todas esas fuerzas en de contacto o a distancia.
Fuerzas que no se ven: se descubren por sus efectos
Carla empuja una heladera con todas sus fuerzas y no se mueve. Un cuadro cuelga quieto de la pared. ¿Hay fuerzas ahí, aunque nada cambie?
Una fuerza no se ve: se detecta por lo que hace. Si un objeto cae, se frena, se desvía o se deforma, algo lo está empujando o tirando de él. Así «descubrimos» la gravedad (las cosas caen) o el empuje del aire (un globo sin atar sale volando al escapar el aire). Para demostrar que el aire hace fuerza, podés inflar un globo, soltarlo y ver cómo sale disparado: el aire que escapa lo empuja.
El rozamiento es una fuerza de contacto que aparece entre dos superficies que se tocan y se opone al movimiento (o a que empiece). Por eso sobre el pasto el trineo gana menos velocidad que sobre el hielo: el empujón y el rozamiento tienen sentidos opuestos, y lo que cambia el movimiento es la diferencia entre ellos. En el hielo esa diferencia es grande; en el pasto, chica.
Y al revés: si un cuerpo está quieto, no concluyas que no hay fuerzas. Puede haber varias que se compensan. La heladera no se mueve porque el rozamiento del piso sobre la heladera es igual y opuesto al empujón de Carla, y las dos fuerzas actúan sobre la heladera, así que se compensan; el cuadro no cae porque el clavo y el hilo lo sostienen contra su peso.
Carla empuja con todas sus fuerzas una heladera para cambiarla de lugar y no consigue moverla ni un centímetro, como se muestra en la figura. a) ¿Está Carla aplicando…
Carla empuja con todas sus fuerzas una heladera para cambiarla de lugar y no consigue moverla ni un centímetro, como se muestra en la figura.
- a) ¿Está Carla aplicando una fuerza sobre la heladera?
- b) Si no se mueve, ¿qué otra fuerza estará actuando entre la heladera y el piso? Explicalo.
La gravedad no se puede ver, pero todos sabemos que existe. Explicá cómo es posible detectar una fuerza que no vemos fijándote en sus efectos, y poné dos ejemplos…
La gravedad no se puede ver, pero todos sabemos que existe. Explicá cómo es posible detectar una fuerza que no vemos fijándote en sus efectos, y poné dos ejemplos cotidianos en los que «descubrimos» una fuerza por lo que hace.
Un compañero afirma: «Si un cuerpo no cambia ni de forma ni de movimiento, es que no actúa ninguna fuerza sobre él». Pensá en un cuadro colgado en la pared, que está…
Un compañero afirma: «Si un cuerpo no cambia ni de forma ni de movimiento, es que no actúa ninguna fuerza sobre él». Pensá en un cuadro colgado en la pared, que está quieto.
- a) ¿Tiene razón tu compañero?
- b) Indicá las fuerzas que actúan sobre el cuadro.
- c) Escribí la frase corregida.
El aire no se ve, pero empuja. Diseñá una experiencia sencilla con objetos de casa (por ejemplo, un globo o una bolsa de plástico) para demostrarle a tu hermano chico…
El aire no se ve, pero empuja. Diseñá una experiencia sencilla con objetos de casa (por ejemplo, un globo o una bolsa de plástico) para demostrarle a tu hermano chico que el aire puede hacer fuerza. Explicá qué montarías, qué efecto se observaría y qué fuerza lo produce.
Cuánto cambia un cuerpo con la misma fuerza
Leo golpea con la misma fuerza una pelota de ping-pong y una pelota de fútbol, ambas quietas en el suelo. a) ¿Cuál de las dos saldrá más rápido? b) ¿Qué propiedad de los…
Leo golpea con la misma fuerza una pelota de ping-pong y una pelota de fútbol, ambas quietas en el suelo.
- a) ¿Cuál de las dos saldrá más rápido?
- b) ¿Qué propiedad de los objetos explica la diferencia?
- c) ¿Qué tendrías que hacer para que la pelota de fútbol saliera tan rápido como la de ping-pong?
Empujás un trineo con la misma fuerza primero sobre hielo y después sobre césped, como se muestra en la figura. a) ¿Sobre qué superficie gana más velocidad el trineo? b)…
Empujás un trineo con la misma fuerza primero sobre hielo y después sobre césped, como se muestra en la figura.
- a) ¿Sobre qué superficie gana más velocidad el trineo?
- b) ¿Qué fuerza se opone al movimiento en cada caso?
- c) Explicá por qué el efecto del mismo empujón es tan distinto en las dos superficies.
Resumen
Volvé al principio: no vemos la fuerza, pero la detectamos por sus efectos: si algo se deforma, se pone en marcha, se frena o se desvía, hubo una interacción.