domingo, 30 de enero de 2011

experimento potencia :3

¿que necesitas?
- un kilogramo de arroz o cualquier otro producto
- un reloj con conometro
- una cinta metrica y una escalera

¿que debes hacer?
 realiza esta actividad en tu casa o en la escuela en compañia de tres amigos
1.- con la cinta metrica mide mide la altura que existe entre el suelo de la planta baja y el suelo del primer piso
2.- determina el peso del kilogramo del arroz y expresalo en newtons-
este valor corresponde a la fuerza minima que se requiere para elevar el kilogramo de arroz.
3.-calcula el trabajo que se requiere para subir el kilogramo de arroz de un piso al otro piso y registralo en la tabla de resultados
4.- solicita a uno de tus compañeros que suba el kilogramo de arroz de un piso al otro mientras mides el tiempo que emplea en el acenso registra el tiempo en la tabla de resultados

nombre del amigo-fuerza para subir kg (N)-altura-trabajo realizado-tiempo de acenso-potencia desarrollada

SERGIO   9.8N   2.55m   24.99J   4s   6.2475J
MIGUEL  9.8N   2.55m   24.99J   6s   4.165J
ANGEL   9.8N   2.55m   24.99J   4s    6.2475J
CARLOS 9.8N  2.55m    24.99J  6s    4.165J

Fisica en contexto:

Discusion y conclusiones......
1.-¿que ecuacion se utiliza para determinar el trabajo?
R= fuerza x distancia
2.-¿que ecuacion se utiliza para determinar la potencia?
R= trabajo / tiempo
3.-¿el trabajo desarrollado por tus compañeros depende de la trayectoria seguida?
R= Si
4.-cual de tus compañeros subio el kilogramo de arroz en menos tiempo?
R=Sergio y Angel
5.-¿cual de tus compañeros subio el kilogramo de arroz en mayor tiempo?
R=Carlos y Miguel
6.-¿que conclusiones sacas de esta actividad?
R=Entre mas tiempo menos potencia desarrollada.


EQUIPO:
MIGUEL ANGEL PEREZ AMOR
CARLOS FABIAN SANCHEZ
SERGIO FLORES AGUILAR
JOSE ANGEL LOPEZ NARANJO

miércoles, 12 de enero de 2011

leyes de newton en la montaña rusa

Las Leyes de Newton

Ley #1: La Primera Ley del Movimiento de Newton dice que un objeto en reposo tiende a permanecer en resposo mientras que un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento a menos que se le aplique una fuerza no balanceada. La fuerza no balanceada aplicada al objeto cambiará su velocidad, su dirección o ambos. La resistencia que el objeto presenta para cambiar su estado de movimiento se conoce como inercia. La inercia de un objeto depende de su masa. Las dos partes de la primera Ley de Newton son: la primera parte que predice la conducta de objetos estacionarios y la segunda, que predice la conducta de objetos en movimiento.

Ley #2: La Segunda Ley de Movimiento de Newton dice que una fuerza no balanceada aplicada a un objeto es proporcional a la masa y a la aceleración del mismo. La aceleración de un objeto producida por una fuerza neta es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta, en la misma dirección que la fuerza neta e inversamente proporcional a la masa del objeto.

Ley #3: La Tercera Ley de Movimiento de Newton dice que para cada acción existe una reacción de igual magnitud y dirección pero sentido contrario. Esto significa que en cada interacción hay un par de fuerzas actuando en los dos objetos que interactúan entre sí. El tamaño de las fuerzas en el primer objeto es igual al tamaño de la fuerza en el segundo.

Las Leyes de Gravitación

La energía gravitacional es el resultado de la fuerza gravitacional con la que los cuerpos se atraen entre sí. Comparadas a otras fuerzas, tales como las fuerzas eléctricas, las fuerzas gravitacionales son comúnmente muy débiles. La energía gravitacional es lo que hace que las montañas rusas sean emocionantes. Cuando el "carro" sube la primera colina de la montaña, la energía gravitacional aumenta. Cuando el "carro" deja atrás la colina y empieza a bajar, la fuerza gravitacional es lo que hace que el "carro" acelere. La mayoría de la energía gravitacional del "carro" en la montaña se convierte en energía cinética cuando este deja atrás la primera colina de la montaña. Cuando el "carro" sube la segunda colina, su energía cinética es convertida de nuevo a energía gravitacional. Debido a que la energía cinética del "carro" -al estar en el punto más bajo de la primera colina- es menor que la energía gravitacional en el punto más alto de la primera colina, la segunda colina es más corta que la primera colina. Si la segunda colina tuviera la misma altura que la primera, el "carro" se detendría antes de llegar al punto más alto de la segunda colina y empezaría a descender en dirección contraria. Cada colina en el recorrido debe de ser más corta que la anterior, a menos que el "carro" sea jalado o remolcado de nuevo.

Las Fuerzas Centrípetas

En una montaña rusa de vueltas completas (loops), los principios generales de la fuerza centrípeta están en operación, porque el carro está cambiando de dirección en todo momento durante la vuelta. La fuerza que hace que el carro gire a lo largo de la vuelta es la fuerza centrípeta. Cuando el carro empieza su recorrido a través de la vuelta, la gravedad y el momento están jalando al carro hacia afuera de la vuelta, mientras que la estructura del recorrido proporciona la "fuerza de asiento" ("seat force") que mueve al carro a través de la vuelta completa. Al ascender, el carro alcanza un punto donde la gravedad ya no lo está jalando fuera de la vuelta y por lo tanto está actuando como parte de la fuerza centrípeta jalándolo hacia el centro. Es a partir de este punto y hasta la cima de la vuelta, donde es muy importante que el carro tenga el suficiente momento para neutralizar las fuerzas que lo jalan hacia el centro. Este es un aspecto único de la fuerza centrípeta en un eje vertical: debe de haber el suficiente momento para neutralizar el aumento de fuerza centrípeta que ocurre en la parte superior de la vuelta.

Las Fuerzas Centrífugas

La fuerza centrífuga no es una fuerza real, sino una fuerza percibida. Solamente puede experimentarse desde el punto de vista de un objeto que gira. Según las leyes de Newton, esta no es una fuerza real y Newton se refiere a ella como una "pseudo-fuerza". Su concepto es útil porque nos ayuda a explicar las sensaciones que siente el pasajero en una montaña rusa.

Por ejemplo, al analizar la experiencia de una vuelta completa vertical, es conveniente estudiar las sensaciones del pasajero de forma relativa a la montaña rusa en vez de a la tierra. Para que las leyes de Newton sean aplicables en tal marco de referencia, una fuerza inercial (fuerza centrífuga) de igual magnitud pero en dirección opuesta, debe de ser incluida en las ecuaciones del movimiento. Con un marco de referencia a lo largo de la curva, el carro está en reposo. Para obtener un sistema de fuerzas balanceado, la fuerza centrífuga que actúa hacia afuera debe de ser incluída.


Por sergio flores aguilar 3-BV

REPORTE DE VIDEOS

El orden del cosmos:
La mecanica se define como la ciencia del movimiento y se puede definir en la formula de:

F= m x a

La formula es el nucleo escencial de la mecanica. El Dr, David L. Goodstein del California Institute of Technology, en el video se muestra q en su clase el Dr. muestra a los alumnos un libro de astronomia hecho por Nicolas Copernico en 1543 y explica que ese fue el punto para que el mundo Aristoterico se desbordara, siglo y medio despues solo se habian hecho unos cuantos progresos, Kepler ya habia descubierto sus tres leyes y ya se podia entender la caida de los cuerpos y la inercia pero no habia principio alguno y el mundo aristoterico seguia en confusion y muy poco despues Newton realiza un libro logra idear la fisica que se conoce hasta ahora.

Segunda ley de Newton:
Se explica que Newton empezo con tres principios fundamentales y con esto logro explicar el movimiento de todo en y sobre la superficie de la Tierra, sus tres leyes se perfeccionan en una ecuacion muy poderosa:

F= m x a

La ecuacion hace posible entender el universo mecanico. Esta es una ecuacion vectorial porque tanto la "F" como "a" son vectores porque tienen direcciones determinadas. Y tanto "F", "a" y "m" deben tener la misma direccion. Cabe resaltar que la aceleracion  es la rapidez con que varia la rapidez de un objeto, por lo tanto la aceleracion es la derivada de una derivada haciendo de la ecuacion vectorial sobre la derivada de una derivada. La aceleracion es la misma para todos los cuerpos que caen.

Leyes de Newton 1º y 2º:
Explica que la fuerza de la Gravedad de todo cuerpo que cae es igual a su masa multiplicada por su aceleracion en direccion hacia abajo independientemente de la direccion con que el cuerpo se mueva, cuando el objeto esta en movimiento aparte de la resistencia del aire la unica fuerza que actua sobre el es el de la gravedad no importando la direccion o altura en que se arroje.
Con la primera ley Newton adopoto la idea de la inercia y dijo que todo cuerpo continua en su estado de reposo o en movimiento a menos que una fuerza sea ejercida sobre el y se podria decir que Newton tomo esa idea de Galileo, generalizando la segunda ley de Newton explica como una fuerza puede cambiar la direccion de un objeto en movimiento, y el cambio de direccion es proporcional a la fuerza aplicada.
Newton utilizaba la palabra movimento para querer decir momento, la velocidad de un cuerpo multiplicada por su masa logro explicar esto utilizando figuras geometricas y razones, eso y sus leyes se podian explicar como ecuaciones diferenciales.

F= dp/dt

Y la ecucacion de un cuerpo con masa constante seria:

F= m x a

Caida de cuerpos:
Al principo se explica que a cada accion se opone una reaccion igual, siendo esto que las accciones mutuas entre dos cuerpos son siempre iguales y dirigidos en sentidos contrarios lo cual se refiere a la tercera ley de Newton. Explica que un cuerpo no puede tocar a otro cuerpo sin ser tocado al mismo tiempo resumiendo los cuerpos no solo actuan sino que interactuan todo el tiempo. Dice tambien que las tres leyes de Newton estan actuando e interactuando por todo el mundo fisico y se realiza la pregunta ¿cuando de lanza un objeto y se le premite moverse libremente cual sera la naturaleza de su trayectoria?.
Pone un ejemplo entre David y Goliat, david demostro fuerza y momento. Las leyes de Newton no cambiaron al mundo pero si la forma de entenderlo. De esas fuerzas dedujo el movimiento de los planetas, de la luna y del mar. Galileo describio perfectamente el movimiento de un proyectil y se dio cuenta que los cuerpos pueden caer verticalmente moviendose horizontalmente al mismo tiempo.

Trayectoria de caida:
Explica que la aceleracion es el cambio del ritmo de la velocidad y como la velocidad horizontal no cambia tiene que ser constante y aceleracion constante hacia abajo ambas actuan de manera independiente y simultaneamente. Estos son los elementos de las trayectorias de Galileo y es equivalente a lla formula de Newton F= m x a .
Explica que en la antigua Grecia los eruditos creian que todo en la naturaleza volvia al estado de reposo y que eso era la naturaleza de todos los cuerpos en movimiento. Dice que segun los Aristotericos todos los cuerpos en movimiento son impulsado por un motor, Aristoteles decia que el culpable de ese movimiento era el aire, todo esto en Europa no fue concebida como una explicacion totalmente satisfactoria.
Para explicar el movimiento de proyectiles tales como lanzas y balas de cañon los eruditos llegaron a la idea del impetud, la idea del impetud no era mala pero no alcanzaba todas las espectativas. Sorprendentemente la idea de la inercia no fue tomada tan en serio hasta el renacimiento. Galileo descubrio la trayectoria parabolica de un proyectil. Con esto el punto de vista de el mundo Aristoterico se venia abajo, por los mismos tiempos Kepler, Descartes y muchos otros empezaron a explorar el mundo de diferente manera.

Inercia y caida:
1665-Isacc Newton: a los 23 años concibio los descubrimientos que iban a cambiar por completo la comprension del universo, con solo tres leyes Newton dio una explicacion al movimiento y al hacerlo su principio dinamico completo la descripcion matematica del movimiento de Galileo, asi como la cinematica de Galileo describia el movimiento asi la dinamica de Newton lo explicaba.
El movimiento de un proyectil tiene una aceleracion igual  a "-g" en direccio vertical y una velocidad constante en direccion vertical. La constante es la velocidad vertical que el objeto comienza, si no hubiera gravedad cualquier proyectil seguiria una trayectoria rectilinea con la mismas velocidades horizontal y vertical que tiene al comienzo. La gravedad crea el movimiento del proyectil.

Curiosidad sobre trayectorias:
El profesor realizara un experimento en el cual tirarar un dardo hacia un objeto en movimiento, y la cuestion es hacia que punto debera apuntar, despues escribe en el pizarron las ecuaciones y las ejemplifica igual que en el video de inercia y caida, explica que sin gravedad la trayectoria del proyectil seria de forma recta pero que gracias a la gravedad la trayectoria del proyectil es en forma parabolica. Explica que la trayectoria del objeto al caer colisionara con la trayectoria del dardo, por lo tanto se comprobara que el dardo golpeara al objeto en su trayectoria. Despues el profesor realiza el experimento y en efecto el dardo golpeo al objeto durante su trayectoria. Tambien explica la importancia de la ecuacion F=m x a y el efecto que ocasiona la gravedad sobre los cuerpos.


Equipo:
CARLOS FABIAN
MIGUEL ANGEL
SERGIO FLORES
J. ANGEL LOPEZ

martes, 11 de enero de 2011

LEYES DE NEWTON EN LA MEDICINA

MÚSCULOS Y TENDONES
     Las Leyes de Newton se pueden usar para estudiar las fuerzas en los músculos y huesos. Un músculo está pegado a, por lo menos, dos huesos mediante tendones:  por ejemplo, en el brazo, el  biceps está conectado al triceps mediante un tendón.  En una coyuntura, dos ó más huesos está conectados flexiblemente: por ejemplo, el codo, la rodilla y la cadera. Un halado es ejercido por un músculo cuando las fibras se contraen bajo la estimulación de un nervio. El esqueleto humano es un artefacto muy sofisticado que transmite fuerzas hacia y desde varias partes del cuerpo.  Son los músculos los que mueven las partes del esqueleto y generan las fuerzas que usan energía química y eventualmente realizan trabajo.
     Los músculos generan fuerzas al contraerse después de haber sido estimulados eléctricamente.  Los tendones experimentan una tensión neta después de una serie de estas contracciones estimuladas eléctricamente.  La función importante de los tendones es conectar los músculos a las extremidades y los músculos tratan de acortar la distancia entre los puntos de contacto de estos tendones pero no los puede separar.  Esto significa que se necesita un par de músculos para operar una extremidad: por ejemplo, cuando se dobla la rodilla, los “hamstring muscles” se acorta y para enderezarla, los “quadriceps muscles” son los que se acortan. 
     Otros tipos de músculos llamados esfínteres pueden unirse y formar un estrechamiento de una abertura cuando se contraen: por ejemplo, el esfínter en el esófago bajo y otro en el ojo.
     Varios músculos actúan simultáneamente en el hombro para producir la fuerza total ejercida sobre el brazo.
Cuando una persona está parada interacciona directamente con el piso y ejerce sobre el mismo una fuerza igual a su peso.  De acuerdo a la Tercera Ley de Newton, el piso ejerce una fuerza hacia arriba sobre la persona igual en magnitud a su propio peso. 
     El pie está sujeto a tres fuerzas mientras está corriendo:
(1)   la fuerza que el piso ejerce hacia arriba sobre el pie (el peso de la persona)
(2)    la fuerza del tendón de Aquiles sobre el pie
(3)   la fuerza de los huesos de la pierna actuando hacia abajo sobre el pie


LA CADERA
     El movimiento de la pierna es controlado por un grupo de tres músculos independientes que se conocen como los músculos abductores de la cadera y están conectados a la pelvis.  Su acción principal es girar la pierna hacia un lado en relación a la cadera. 


MASTICANDO
     En el proceso de masticar, un grupo de músculos controlan la posición y el movimiento de la maxila y de la mandíbula. Las fuerzas que se generan surgen de dos grupos de músculos que se conocen como el “masseter muscle” y el “temporal muscle”: el primero baja la mandíbula (abre la boca) y el segundo asiste al primero en subir la mandíbula (cierra la boca).  Las fuerzas generadas por estos dos músculos también se pueden representar en un diagrama de cuerpo libre.


TRATAMIENTO DE HUESOS ROTOS (Sistemas de tracción)
     Para tratar huesos rotos se utiliza un sistema de poleas y cuerdas para mantener estacionaria la parte afectada del cuerpo.
     Para tratar un daño a la cabeza, se utiliza un sistema similar al mencionado anteriormente en donde, por lo general, la fuerza actuando sobre la cabeza va a ser un múltiplo íntegro de la tensión aplicada a la cuerda. Este múltiplo íntegro es igual, por lo general, al número de segmentos efectivos de cuerda utilizado en el montaje. Por ejemplo, si se requiere una fuerza neta hacia arriba de 6 lbs sobre la cabeza, y se van a usar tres segmentos efectivos de cuerda, el peso de la masa colgante en el extremo de la cuerda debe ser de 2 lbs.
     Para tratar fracturas a la espina dorsal, es necesario estirar la misma a lo largo de su longitud para que las vértebras sanen.  Para lograr esto, se acuesta al paciente horizontalmente sobre una camilla, se le coloca un cabestro con una cuerda directamente a la cabeza, se pasa la cuerda horizontal sobre una polea y se le añade un peso colgante al extremo colgante de la cuerda.  El peso colgante es igual a la tensión de dicha cuerda y, a la misma vez, es igual a la fuerza aplicada a la espina dorsal ya que la cuerda transmite dicha fuerza desde donde es aplicada hasta el punto de contacto con la cabeza.  La fricción entre el paciente y la camilla evita que el paciente se deslice sobre la misma.
     Cualquier sistema de tracción puede ser analizado teniendo en cuenta dos aspectos importantes:
(1)   la fuerza aplicada es en la dirección de la cuerda en el punto en donde ésta está conectada al paciente
(2)   la fuerza es igual al peso colgando de la cuerda .
Si varias fuerzas actúan en un mismo punto, el método gráfico de suma vectorial o el método analítico de suma vectorial pueden ser utilizados para analizar el sistema.
     Cuando el hueso de la cadera o el fémur se fractura hay una tendencia de que los músculos principales de la pierna se halen y desalineen los dos segmentos del hueso roto en el punto de fractura. Para prevenir esto, se utiliza un sistema de tracción con cuerdas y poleas en el cual parte del cuerpo es colocado bajo tensión para corregir el alineamiento de las dos estructuras adyacentes o para mantenerlas en posición. La fuerza neta sobre esa parte del cuerpo será igual a la suma vectorial de todas las fuerzas transmitidas a lo largo de las cuerdas que componen el sistema de tracción.


OSTEOARTRITIS
     Cuando dos huesos están conectados en una coyuntura, los huesos no se tocan en ese punto porque están cubiertos por cartílago que permite movimiento con baja fricción y están rodeados de un espacio lleno del fluido sinovial. Este fluido tiene la misma consistencia que el agua y, en los humanos, su coeficiente de fricción fluctúa entre 0.005 y 0.02.
     El proceso de envejecimiento y osteoartritis modifica las condiciones inmunológicas de estos puntos y afecta adversamente la composición del fluido sinovial. Esto hace que disminuya la capacidad lubricadora y permita contacto directo entre los extremos de los huesos que se conectan. Sin esta lubricación, la fuerza generada por el movimiento normal es transformada en calor y esta energía térmica contribuye a la destrucción de la coyuntura. Esto causa inflamación, hinchazón y dolor. Todo esto hace posible que el coeficiente de fricción aumente considerablemente (hasta alrededor de 0.5) y, por lo tanto, que la fuerza de fricción aumente entre las coyunturas y cause el dolor que se experimenta.

En base a estas leyes de newton aplicadas al funcionamiento del cuerpo humano se sientan las bases para concebir un tratamiento adecuado ante cada situacion:

  • fracturas
  • luxaciones
  • heridas leves
  • padecimientos sanguineos
  • etc.

LEYES DE NEWTON EN MEDICINA
BY Jose Angel Lopez Naranjo
3º "B" VESP.