“Demostración de las 3 leyes de Newton y Movimiento Circular”

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En conclusión, se podrá afirmar el cumplimiento las leyes de Newton, ya que se aplicará la primera ley porque se genera una fuerza para que el objeto se mueva; esta Ley es llamada Ley de la Inercia, la segunda porque son fuerzas unidas y generan una fuerza final que es la fuerza de la batería al hacer que la rueda funcione.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

¿Cómo demostrar las 3 leyes de Newton mediante una rueda de la fortuna y comprobar que sus leyes son aplicables o no en situaciones de nuestra vida diaria?

- Justificación

Desde la Revolución Industrial, se han dado grandes avances tecnológicos que han cambiado totalmente la perspectiva de ver el mundo. Sin embargo, con el paso de los años, las personas nos hemos acostumbrado a observar estos progresos como algo cotidiano y nos hemos limitado a solo utilizar la física en nuestro día a día, sin hacernos interrogantes de cómo se da la aplicación de cada tema en la actividad cotidiana.

Por lo anteriormente expuesto, tenemos como objetivo principal comprobar la aplicación de temas aprendidos en el curso de Física I como son las leyes de Newton y el movimiento circular, con la finalidad de poder examinar y comprender mejor las variables que se ponen en práctica al llevar a cabo la construcción de este sistema.

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FORMULACION DE LA HIPOTESIS

Será posible comprobar la aplicación de las tres leyes de Newton y el movimiento circular al haber empleado el prototipo de la rueda de la fortuna y analizado su comportamiento físico.

- Realidad Problemática

En pleno tercer milenio, la mayoría de los recursos tecnológicos que se utilizan en la vida cotidiana, tienen como base las leyes de Isaac Newton, ahí radica la importancia de la física para los estudiantes de Ingeniería. Siguiendo el análisis del párrafo anterior se afirma que existe una seria de investigaciones sobre las leyes de Newton. De esta manera, el trabajo de Roca (2017), s.f. sobre la demostración de las leyes de newton mediante cohetes de agua. La intención de esta experiencia didáctica es que los alumnos conozcan, para un determinado diseño de cohete cuales son los valores óptimos de varios parámetros relacionados con el lanzamiento, que hacen que la altura alcanzada por el cohete y el tiempo de vuelo sean máximos. Los alumnos se dan cuenta que para encontrar esta relación necesitan utilizar las leyes de Newton y la mecánica de fluidos. Con lo que se consigue que entiendan que la física no es solo teoría sino una aplicación real y que se puede aprender de forma divertida. Los juguetes simples contienen una cantidad asombrosa de Física, en nuestro caso el diseño del cohete de agua es sencillo. La idea es que el aire comprimido en el cuerpo del cohete ejerce una fuerza sobre el agua, y al liberar esta presión obligamos al cohete a moverse en dirección contraria al chorro de agua, consiguiendo un lanzamiento que en muchos casos supera los 100km/h. El aire a presión puede ser visto como si se tratara de un gas ideal. El movimiento del agua se reduce a un problema de dinámica de fluidos. Aunque existen fórmulas que describen la dinámica del fluido y el gas a presión, requieren un nivel moderadamente alto de formación matemática, por lo que solo se realiza según el curso al que va dirigido.

4. OBJETIVOS

4.1. General

Demostrar la aplicación en el movimiento circular y las tres leyes de Newton mediante una rueda de la fortuna, comprobando si son aplicables o no en situaciones de nuestra vida diaria.

4.2. Específicos

- Examinar y analizar el movimiento y comportamiento de esta estructura física.

- Demostrar las leyes de Newton mediante el experimento realizado.

- Comprender la aplicación física que posee el sistema de la rueda.

- Demostrar la aplicación del movimiento circular.

- FUNDAMENTO TEORICO, ANTECEDENTES Y JUSTIFICACION DEL PROBLEMA

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Fundamento Teórico

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.

En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:

- Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica.

- Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. No obstante, la dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no se acerquen a los 300,000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad, más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí.

PRIMERA LEY O LEY DE LA INERCIA

La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento.

La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.

De manera