Forces i moviment – Pensa

Les forces que actuen sobre un cos condicionen el seu estat de moviment. Ara bé, estem tan acostumats a viure a la Terra, envoltats d’aire, i a observar que qualsevol moviment necessita una força impulsora, que som incapaços de concebre que un cos es pugui moure sense la presència de forces.

Les forces són responsables només dels canvis en el moviment dels cossos, i no són necessàries per mantenir un moviment quan aquest ja existeix.

Ara informa’t sobre què signifiquen els conceptes INÈRCIA I FREGAMENT.

Ja ho tens?

Doncs ara respon a les següents preguntes a la teva llibreta:

1) Quina funció fa el paracaigudes? Quina relació té a veure amb els conceptes anteriors?

2) Per què hem de frenar-nos si anem amb patins sobre gel i si no ho féssim continuariem en moviment? Explica-ho utilitzant un concepte dels anteriors.

3) Per què quan anem amb cotxe i frenem de cop se’ns tira el cos endavant? També té a veure amb un concepte dels anteriors.

4) Per què quan engeguem a la muntanya russa se’ns tira el cos enrere? Té a veure amb la pregunta anterior.

 

La força i l’acceleració – Pensa

Observa la imatge següent:

Hem dit, a l’entrada anterior, que les forces ens calen per canviar el moviment del cossos. Ara pensa: Si fem la mateixa força sobre els dos cossos, quin canviarà més la seva velocitat?

I ara pensa més , quin motor haurà de fer més força per engegar-se, el d’una moto o el d’un camió?

Quan fem una força sobre un cos, aquest cos s’accelera i s’accelerarà més quan més gran sigui la força que hi haguem aplicat. Hi estàs d’acord?

Però no només depèn de la força que hi apliquem, sinó que també depèn de la massa del cos.

Si s’exerceix una mateixa força sobre dos cossos amb masses diferents, el canvi de velocitat es notarà més en el cos que té una massa més petita. Es podria dir que la massa d’un objecte és una mesura de l’oposició que aquest ofereix als intents de modificar el seu moviment. Això ens relaciona amb el concepte d’ inèrcia que hem parlat a l’entrada anterior. Hi veus la relació? Intenta explicar-la!

A totes aquestes conclusions que hem arribat ara, també hi va arribar Newton ara ja fa bastants anys i va trobar la relació entre la massa, l’acceleració i la força que s’aplica a un cos. Ho va recollir en la següent fòrmula:

F = m . a on F = força que s’aplica sobre un cos

m = massa del cos

a = accleració que s’aplica sobre el cos.

La caiguda lliure – Per pensar

Ara farem una mica de debat entre tots:

a) Què creieu que és la caiguda lliure?

b) Penseu exemples de caiguada lliure.

c) Tirar enlaire una pilota, és caiguda lliure?

d) Amb quin tipus de moviment dels que hem estudiat es pot relacionar?

e) Si tirem una nou i una poma des d’una torre molt alta i no considerem el fregament amb l’aire, quina creus que arribarà abans a terra?

 

 

 

 

La caiguda lliure – Observa i anota

Si deixem caure dos cossos (una poma i una nou, per exemple) des d’una certa altura i suposem negligibles els efectes del fregament amb l’aire, observarem que arriben a terra al mateix temps.

La raó és que els dos cossos tenen la mateixa acceleració, la qual cosa és fàcilment deduïble de la llei de Newton (que hem dit anteriorment), si suposem que l’única força que actua sobre el cos que cau és el seu pes:

F=m⋅a

P= m.g

m⋅g=m⋅a

g=a

A la Terra, la caiguda lliure d’un cos qualsevol es produeix amb una acceleració de 9,8 m/s2 si els efectes de les forces de fregament són menyspreables i es pot suposar que el pes és l’única força que actua sobre el cos. Per això, l’acceleració coincideix amb el valor de la gravetat terrestre.

Però abans hem dit que el moviment de caiguda lliure té relació amb el moviment rectilini uniformament accelerat (MRUA). Com podem relacionar-ho?

Pista: Si ja has trobat l’acceleració amb aquesta nova fòrmula, què et faltaria tenir per trobar la velocitat que adquireix un cos al caure? I l’alçada des d’on cau?

 

La caiguda lliure – Exercicis

Per fer els exercicis de caiguda lliure has de tenir en compte el següent conveni de signes que sempre s’utilitza per fer aquest tipus de problemes:

La gravetat (o accleració, en aquest cas) sempre es prendrà com a negativa.

La velocitat serà positiva si l’objecte puja cap amunt i negativa si baixa.

L’alçada (o posició) serà negativa si l’objecte cau i positiva si l’objecte puja.

Fes els següents exercicis a la teva llibreta:

1-

2-

3-

b. I l’alçada de l’edifici, la pots saber?