Story Transcript
F___z_ Observa las imágenes y piensa una palabra:
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Completa las siguientes frases: • Ha conseguido lo que tiene a .............. de trabajo. • Empujó la puerta con .............. hasta conseguir abrirla. • La mula estiraba con .............. del carro, que avanzaba muy despacio. • Para hacer las tareas diarias se necesita .............. de voluntad. • La .............. del dique retiene las aguas. • ¡Que la .............. te acompañe! • “Saca .............. de flaqueza, Sancho”, dijo Don Quijote, “que así lo haré yo”. • Tenía una .............. enorme: era capaz de levantar 200 kg.
Copia las frases en las que la palabra “fuerza” signifique “empuje”, acción sobre la materia... • • • •
Dibuja algo muy fuerte...
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La fuerza es una acción que ejerce un cuerpo sobre otro
Cuando un cuerpo sufre la acción de una fuerza puede deformarse, romperse, moverse o pararse si se estaba moviendo.
Repite: ¿Qué le puede pasar a un cuerpo cuando actúa sobre él una fuerza? .................................................................................................................... .................................................................................................................... 3
Pinta los cuerpos que ejercen una fuerza sobre otro:
Pinta los cuerpos que sufren la acción de una fuerza:
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Una fuerza puede ser muy grande...
... o pequeña...
Las fuerzas se miden en Newtons. El instrumento que se utiliza se llama dinamómetro y consiste, básicamente, en un muelle con una escala graduada que nos indica el valor de la fuerza que estira el muelle. 5
En la siguiente tabla aparecen 10 veces la palabra “FUERZA” y otras 10 veces la unidad en la que se mide. ¿Eres capaz de encontrarlas todas? (están en horizontal, en vertical y en diagonal y del derecho y del revés).
F U E R Z A A Z R E U F U A N A Z R E U F A W U E Z W N O T W E N F O E R R W F F W N O A U W R Z E A U U N O T W E N Z A U N E E E N U N R O A N F O R R W R E R Z T F E E T Z Z T F Z W A W N W T W A A O W N A T Z R T N E T W N F U A O O E O A N E O A N O T W E N N O T W E N E W T O N F Encuentra los errores en las siguientes frases: • Las fuerzas son siempre muy fuertes. • Siempre que actúa una fuerza sobre un cuerpo, éste se mueve. • Un cuerpo se puede deformar aunque no intervenga ninguna fuerza. • Las fuerzas se miden en Kilos. • El dinamómetro sirve para medir fuerzas.
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Un Newton es, aproximadamente, la fuerza que hay que hacer para levantar una pesa de 100 g
Las fuerzas se pueden sumar:
Pero si van en sentido contrario se contrarrestan...
¿Podrías levantar una roca de 100 kg de peso? ¿Y si te ayudase alguien?
........................
............................................................... 7
Se pueden distinguir fuerzas que actúan directamente de un cuerpo sobre otro (fuerzas de contacto)...
... y fuerzas que actúan a distancia:
atracción magnética
gravedad
¿Qué tipo de fuerzas hacen que un objeto caiga al suelo cuando lo soltamos desde una altura sin impulsarlo? .................................................................................................................... ¿...y si le impulsamos? .................................................................................................................... ¿De qué tipo es la fuerza de atracción de los imanes? .................................................................................................................... ¿Y la de un muelle? .................................................................................................................... 8
El peso es una fuerza Completa la frase: Se denomina peso a la ................ de atracción que ejerce la gravedad sobre los cuerpos.
Por ser una fuerza, el peso deberíamos medirlo en Newtons, sin embargo, acostumbramos a expresarlo en kilogramos. En la Tierra, una masa de 1 kg pesa casi 10 N (Newtons). Así, una persona que tenga una masa de 70 kg pesa casi 700 N, pero nadie va por ahí diciendo que pesa 685 N o “póngame 20 N de mandarinas”... El peso depende de la masa (el doble de mandarinas pesa el doble) y de la gravedad (en la Luna pesamos la sexta parte). Pero mientras estemos en la superficie de la Tierra, el peso es proporcional a la masa, por eso nos sirve igual una balanza (mide la masa) que un peso (dinamómetro) y hablamos de kg en lugar de Newtons. Para no incurrir en error, definimos el Kp (kilopondio o “kilopeso”) que es el peso en la Tierra de un kg de masa. 9
Si un astronauta pesa 800 N, ¿cuál es su masa? .................................................................................................................... Y ¿cuánto pesaría en la Luna?
(exprésalo en N y en Kp)
.................................................................................................................... Y ¿cuánto pesaría en el espacio, donde no hay gravedad? .................................................................................................................... Si un ascensor puede hacer una fuerza de 2800 N, ¿cuántas personas de 70 Kg podrán subir a la vez? (RECUERDA: una persona de 70 Kg pesa, aproximadamente, unos 700 N)
Aunque hay poca diferencia, en los polos la gravedad es mayor que en el ecuador. Si pesaran el oro con un dinamómetro, ¿dónde sería más ventajoso comprar oro, cerca del polo Norte o cerca del ecuador?
(De hecho, se podría hacer un buen negocio comprando oro cerca del ecuador y vendiéndolo, al mismo precio, cerca del polo)
Dibuja una balanza y un dinamómetro:
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El Rozamiento Te habrás dado cuenta muchas veces de que si echas a rodar un cochecito de juguete, más tarde o más pronto, se para aunque no choque con nada. ¿Quién lo ha pardo? Ya sabes que para que un cuerpo se mueva, o para que se pare si se estaba moviendo, se necesita una fuerza. ¿Quién hace la fuerza para detener el coche?
Haz rodar una peonza o cualquier objeto. La fuerza que le ha hecho rodar se la has comunicado tú. Pero al cabo de un rato se para; deja de rodar. ¿De dónde sale la fuerza que lo detiene poco a poco?
Esta fuerza que se opone al movimiento se llama FUERZA DE ROZAMIENTO y es una fuerza de resistencia que se produce entre dos cuerpos que están en contacto.
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Así, si empujamos con poca fuerza un armario, éste no se mueve: el rozamiento con el suelo impide que se deslice. Tenemos que hacer una fuerza mayor que la fuerza de rozamiento para conseguir moverlo.
R Si este mismo armario se deslizara sobre hielo o tuviera ruedas, ¿sería fácil moverlo? ¿Por qué? ....................................................................................................................
¿Qué equipo ganará esta competición?
....................................................................................................................
¿Por qué? ............................................................................................ 12
Di quién hace la fuerza en cada una de los casos siguientes: • arrancar un coche • frenar un coche • levantar un peso con un grúa • subir en un ascensor • romperse un vaso • girar las aspas de un aerogenerador • rebotar una pelota en la pared • hincharse un globo • doblarse una ramita al posarse un pájaro • un flotador que sale a la superficie después de soltarlo bajo el agua
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La Flotación Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido, el líquido lo empuja hacia arriba. Si este empuje es mayor que el peso, el cuerpo flotará. En cambio, si el peso del cuerpo es mayor que el empuje, el cuerpo se hundirá hacia el fondo.
El empuje equivale al peso del volumen de líquido desalojado:
Cuanto más pesado y más pequeño sea un objeto más se hundirá. Por el contrario, cuanto más grande y menos pesado sea, más flotará. ¿Por qué no flota una piedra muy grande? ...................................... Y ¿por qué flota una pelota? .............................................. 14
La relación entre la masa y el volumen de un cuerpo es su densidad. Los cuerpos menos densos flotan sobre los más densos: la madera flota sobre el agua, en cambio, el aluminio, aunque es un metal ligero, es más denso que el agua y se hunde.
¿Por qué flota un barco, aunque esté hecho de hierro? ................................................................... ...................................................................
¿Por qué ese mismo barco se hunde si se llena de agua?
........................................... ...........................................
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Haz la comprobación con una botella: cuando está vacía flota, pero llena de agua se hunde.
¿Qué hay dentro de la botella en el primer caso? ....................... ¿Qué hay en el segundo? .................................................................... ¿Qué pesa mas? .................................................................................... Pues por eso se hunde. Lo mismo hacen los peces para subir o bajar: tienen una bolsa, la vejiga natatoria, que pueden llenar más o menos de aire (Si meten aire la vejiga se hincha y suben, si lo sacan se deshincha y bajan).
¿Qué crees que harán los submarinos para subir o bajar? .................................................................................................................... .................................................................................................................... 16
Encuentra 10 diferencias entre estos dos dibujos:
Copia cinco veces el enunciado del Principio de Arquímedes: •
Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... 17
Las fuerzas se suman y se restan Dos fuerzas que van en la misma dirección se suman:
Si van en direcciones opuestas se restan:
Y si van en diferente dirección dan lugar a una fuerza que actúa en una dirección intermedia: • ¿Hacia dónde se moverá la caja?
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Las fuerzas se multiplican y se dividen Mediante palancas y poleas podemos multiplicar y dividir las fuerzas. Observa:
Describe los siguientes aparatos:
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Cuanto mas largo sea el brazo de la palanca, mayor será la fuerza:
Cuantas más poleas, más peso podremos levantar:
Ahora, ¿crees que serías capaz de mover una masa de 1000 kg? .................................................................................................................... Arquímedes, un sabio de la antigua Grecia, dijo: “dadme un punto de apoyo y moveré el mundo”
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Las palancas y las poleas son muy útiles, porque nos permiten multiplicar nuestras fuerzas y mover cosas muy pesadas. Fíjate en los siguientes ejemplos:
Otro ejemplo importante es la balanza romana: Para pesar se aprovecha el que la pesa hará una fuerza mayor cuanto más alejada esté del punto de apoyo:
En el brazo donde está colgada la pesa podemos leer el peso de lo que estemos pesando.
¿Qué tendrían que hacer dos niños de distinto peso para columpiarse bien en un balancín? .............................................................. .............................................................. 21
Describe el funcionamiento de este aparato: ................................................... ................................................... ................................................... ...................................................
Describe los errores que observes en las siguientes imágenes:
.............................
...............................................................................
..............................................
............................................................
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El Trabajo Cuando ejerciendo una fuerza movemos algo, hacemos un TRABAJO. Cuanto más peso movamos, más fuerza tenemos que emplear y más trabajo haremos.
Y cuanto más lejos llevemos la carga, más trabajo tendremos que hacer. Por eso el trabajo depende de la fuerza y del espacio.
T = F . e El trabajo se mide en julios. Un julio es el trabajo realizado por una fuerza de un Newton que desplaza un cuerpo a un metro de distancia.
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El trabajo se calcula multiplicando la fuerza (F) por el espacio (e):
T = F . e • Si una persona permanece quieta durante una hora sosteniendo un tronco, ¿piensas que está realizando trabajo? • Si tu mochila llena de libros tiene un peso de 50 N, ¿Qué trabajo realizas cuando la levantas a medio metro de altura desde el suelo?
Para realizar un trabajo tenemos que gastar energía y, a su vez, cuando hacemos un trabajo podemos aumentar la energía de un cuerpo. Las máquinas nos ayudan proporcionamos energía:
a
realizar
trabajos
si
les
• Un coche nos lleva de un sitio a otro sin esforzarnos. ¿De donde sale la fuerza? ¿De donde sale la energía?
• Un ascensor nos sube a un piso sin que tengamos que hacer ningún esfuerzo. ¿De dónde sale la fuerza? ¿De dónde sale la energía?
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REPASO Las fuerzas se representan mediante flechas. Observa:
• Representa mediante flechas las fuerzas en las siguientes imágenes:
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Lee en voz alta y copia 2 veces las siguientes definiciones: •
La fuerza es una acción que ejerce un cuerpo sobre otro. Cuando un cuerpo sufre la acción de una fuerza puede deformarse, romperse, moverse o pararse si se estaba moviendo.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... •
La fuerza se mide en Newtons empleando un dinamómetro.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... •
Se denomina peso a la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre los cuerpos.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... ¿Quién le ha tirado una manzana a Newton? ................................................................ ................................................................ ................................................................ ................................................................ 26
En la siguiente tabla aparecen 10 palabras que has estudiado en este tema. ¿Eres capaz de encontrarlas todas? (están en horizontal, en vertical y en diagonal y del derecho y del revés).
R U R X T L
P E S O H J
N O W T F A O E W P
K U
I Y Z R L U L A H D B L C V G A R W E J K L M I O D N B M A A V I G L O O C X A E I Q H E B K U A N F J Y Z E M P U J E Z B E O Q J L N P W A P R J K L A L
I B T G A R
E C F L O T A C I O N H U B F F
I
I S K E Y K U L
I A J B N E W T O N C
Encuentra los errores en las siguientes frases y corrígelos: • Siempre que actúa una fuerza sobre un cuerpo, éste se mueve. • Los cuerpos tienden a subir por la fuerza de la gravedad • En la Luna no hay gravedad. • Las fuerzas se miden en julios. • El termómetro sirve para medir fuerzas. • Un coche en movimiento se parará si no actúa sobre él ninguna fuerza.
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Pon nombre a las siguientes imágenes:
La fuerza puede actuar directamente de un cuerpo sobre otro, por contacto, o bien a distancia. Pon algún ejemplo de fuerzas que actúen a distancia (sin contacto) .................................................................................................................... .................................................................................................................... Sabiendo que la gravedad disminuye al alejarnos del centro de la Tierra y que en los polos el radio terrestre es menor que en el ecuador, ¿dónde pesaremos más, cuando estemos cerca del polo Norte o cuando estemos cerca del ecuador? .................................................................................................................... Y, ¿dónde pesaremos más, en la orilla del mar o en lo alto del Everest? .................................................................................................................... 28
Lee en voz alta y copia 2 veces las siguientes definiciones: •
La fuerza que se opone al movimiento se llama ROZAMIENTO.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... •
Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... •
El trabajo es la acción causada por una fuerza: cuando ejerciendo una fuerza desplazamos un cuerpo, estamos haciendo un TRABAJO.
.................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... .................................................................................................................... ¿Por qué no podemos mover la caja con facilidad?
............................................... ............................................... ............................................... ...............................................
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Escribe las palabras definidas a continuación y descubre la palabra que aparece resaltada en vertical 1 2
A
R 3
4
E 5
N R 6
Q N E O P
F U E R Z A
L O I M W T G I A M L A
T E O A I N
A D N
R E
E C
N A
S
T
O
1. Reposar en la superficie de un líquido gracias al empuje que ejerce sobre los cuerpos sumergidos. 2. Sabio griego que dijo “dadme un punto de apoyo y moveré el Mundo” 3. Unidad en la que se miden las fuerzas. 4. Capacidad que tienen los cuerpos de transferir calor o realizar trabajo. Magnitud necesaria para realizar un trabajo. 5. Fuerza que se opone al movimiento. Fuerza que se origina entre dos cuerpos en contacto. 6. Ingenio formado por una barra y un punto de apoyo que nos permite multiplicar la fuerza.
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¿Por qué los de la derecha pueden estirar con más fuerza que los de la izquierda?
.................................................................................................................... .................................................................................................................... ¿Hacia dónde se moverán los siguientes objetos y con cuánta fuerza lo harán?
Si un litro de agua pesa 1 Kp (kilopondio o kilogramo-peso) y una botella de vidrio llena de agua pesa 1,5 Kp fuera del agua, ¿cuánto pesará debajo del agua?
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Define el Julio (la unidad de trabajo) .................................................................................................................... .................................................................................................................... Los remos de una barca son palancas. ¿Cómo crees que haremos más fuerza y por tanto más trabajo, avanzando más deprisa, con unos remos más cortos o con unos más largos? (Razona la respuesta) .................................................................................................................... .................................................................................................................... ¿Quién hará más trabajo una persona que lleve un saco de 10 kg de patatas a una distancia de 100 m o uno que trasporte una botella de 1 L de agua a una distancia de 500 m?
¿Hace mucho trabajo esta “superabuela” mientras sostiene el coche con una mano? ................................................ ................................................ ................................................ 32
RESUMEN Lo que debes de saber: • La fuerza es una acción que ejerce un cuerpo sobre otro. Cuando un cuerpo sufre la acción de una fuerza puede deformarse, romperse, moverse o pararse si se estaba moviendo. • Las fuerzas se miden en Newtons. El instrumento que se utiliza se llama dinamómetro. • Dos fuerzas que van en la misma dirección se suman, pero si van en sentido contrario se restan. • Se pueden distinguir fuerzas que actúan directamente de un cuerpo sobre otro (fuerzas de contacto) y fuerzas que actúan a distancia. • Se denomina peso a la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre los cuerpos. • Cuando un cuerpo se sumerge en un líquido, el líquido lo empuja hacia arriba. Este empuje equivale al peso del volumen de líquido desalojado. • La fuerza que se opone al movimiento se llama fuerza de rozamiento. • Mediante palancas y poleas podemos multiplicar y dividir las fuerzas • Cuanto mas largo sea el brazo de la palanca, mayor será la fuerza • Las palancas y las poleas son muy útiles, porque nos permiten multiplicar nuestras fuerzas y mover cosas muy pesadas • Cuando ejerciendo una fuerza movemos algo, hacemos un trabajo • El trabajo se calcula multiplicando la fuerza por el espacio • El trabajo se mide en julios. Un julio es el trabajo realizado por una fuerza de un Newton que desplaza un cuerpo a un metro de distancia.
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Lo que deberías de saber hacer: • ¿Qué le puede pasar a un cuerpo cuando actúa sobre él una fuerza? • ¿Cuáles son los tipos de fuerzas? • Pon ejemplos de fuerzas de contacto y de fuerzas a distancia. • ¿Cuál es la unidad de fuerza del sistema internacional? • Si un muelle se alarga 1 cm al colgar de el un peso de 5 N, ¿qué fuerza deberemos hacer para alargarlo 5 cm? • ¿En qué consiste la gravedad terrestre? • ¿A qué se llama peso de un cuerpo? • ¿Es lo mismo masa que peso? ¿Por qué? • ¿Con qué aparato se mide el peso? ¿Y la masa? • Un cuerpo tiene una masa de 100 g. ¿Cuál es su peso en N? • ¿Qué masa tiene una persona cuyo peso es de 640 N? • Si en la Luna la gravedad es la sexta parte que en la Tierra, ¿Cuánto pesará un cuerpo de 100 kg de masa? • Si un litro de agua pesa 1 Kp (kilopondio o kilogramo-peso) y una botella de vidrio llena de agua pesa 1,5 Kp fuera del agua, ¿cuánto pesará debajo del agua? • ¿Cuándo decimos que se realiza trabajo? • Expresa el trabajo mediante una fórmula. • ¿Qué unidad se utiliza para medir el trabajo en el sistema internacional? • ¿Qué trabajo se hace al empujar un cuerpo con una fuerza de 30 N a lo largo de 100 m de distancia? • ¿Quién hará más trabajo una persona que lleve un saco de 10 kg de patatas a una distancia de 100 m o una que trasporte una botella de 1 L de agua a 500 m de distancia? 34