Energía Mecánica

Recurso realizado en CANVA

Infografía sobre ENERGÍA MECÁNICA

Lectura informativa – Física – 3º año – Prof. Nube Guerra

¿CUÁL ES LA ACELERACIÓN MÁS RÁPIDA QUE PUEDE ALCANZAR UN AUTOMÓVIL ANTES DE MATARNOS?

Por alguna razón, la cantidad de tiempo que tarda un coche en pasar de 0 a 100 km/h nos obsesiona (incluso en coches diseñados para el rendimiento). Los eléctricos parecen haber perpetuado esa guerra, y eso me hizo pensar: ¿cuál es la aceleración más alta que pueden alcanzar los coches antes de matarnos?

La aceleración, como todos sabemos, no es más que un cambio de velocidad en el tiempo. Normalmente medimos la aceleración en términos de “fuerza g”, donde “g” se refiere a la gravedad, porque comparamos la aceleración del coche con la fuerza de aceleración que ejerce la gravedad.

Con esto en mente, 1g es el equivalente a la fuerza de la gravedad en la Tierra. Cuando estás sentado en una silla, 1g es la cantidad de fuerza ejercida sobre ti  por la silla para evitar que entres en caída libre.

Cuando hablamos de la aceleración de un coche, estamos (idealmente) hablando de las fuerzas g que actúan sobre las personas en un eje lineal y horizontal. Así que vamos a averiguar cuántos “g” ejerce un coche determinado sobre un ser humano cuando se acelera.

Empecemos por una aceleración de 0 a 100 relativamente tranquila (para los estándares modernos): 10 segundos. Puedes calcular cuántos g estás experimentando si conviertes la velocidad a metros por segundo y después divides por 9,80665 m/s², que es el equivalente a 1g. Por lo tanto, pasar de 0 a 100 km/h en 10 segundos te exponen a una fuerza de 0,28g. Algo más de un cuarto de la gravedad de la Tierra.

Todos sabemos que 1g no es un problema. El Tesla Model S puede llegar a 100 en 2,47 segundos, lo que genera una fuerza de 1,14g (que es más que la gravedad de la Tierra, pero solo un poco). Y no, no hay ningún problema de seguridad. Pero si saltamos a los niveles de aceleración de un dragster de máxima categoría, comenzamos a ver números más altos.

Un dragster de máxima categoría puede ir de 0 a 200 km/h en aproximadamente 1 segundo. Ni siquiera los cohetes pueden acelerar tanto, aunque terminen yendo mucho, muchísimo más rápido. Ese tipo de aceleración equivale a 5,3g. Es un montón y llegas a sentir que pesas cinco veces más, pero no te mata.

Entonces, ¿qué tan rápido tendría que ir un coche para llegar a matarte? En realidad, lo que le puede ocurrir a tu adorable cuerpo carnoso depende de la continuidad. Puedes desmayarte o incluso morir si te expones a una fuerza de 4-6g durante más de unos segundos, pero en rachas muy cortas, los seres humanos han demostrado soportar fuerzas de hasta 100g y sobrevivir.

Las montañas rusas pueden llegar a proporcionar cerca de 6g, pero su duración es tan corta que no supone un riesgo para la salud. Los pilotos de combate que llevan trajes de compresión pueden sobrevivir a 8 o 9g; pero en un coche, el uso de trajes especiales de compresión es hacer trampa.

El récord de aceleración humana fue de 46,2 g. Lo experimentó un oficial de la Fuerza Aérea de Estados Unidos llamado John Stapp atado a un cohete.

Sospecho que nuestro hipotético coche con el 0 a 100 más rápido posible debería quedar por debajo de los 46,2g, pues la larga carrera del oficial Stapp en el estudio de la aceleración y la desaceleración pudo haberlo condicionado a estar mejor preparado que el conductor promedio.

Otras pruebas de Stapp le hicieron acelerar a 35g, e incluso entonces se rompió costillas, perdió empastes dentales y sufrió otros inconvenientes que muchos compradores de automóviles de lujo encontrarían inaceptable.

Así que, con esto en mente, vamos a establecer 30g como nuestro límite para la aceleración con cero lesiones. Un coche capaz de ejercer esa fuerza tendría que acelerar de 0 a 100 km/h en 0,094 segundos. Si estamos dispuestos a aceptar algunas costillas rotas y empastes perdidos, podríamos llegar a 100 en 0,08 segundos, y si creemos que estamos a la altura de Stapp y nos atrevemos con los 45g, entonces podríamos llegar a los 100 km/h en 0,063 segundos.

Así que, ahí lo tienes. Ni siquiera estamos cerca de ir tan rápido como para morir. Eso es una buena noticia, ¿no?

CUESTIONARIO

1-       ¿Cómo se explica la expresión “fuerza g” como medida de la aceleración?

2-       ¿A cuántos m/s² equivalen “1g”?

3-       Calculen uds mismos la aceleración que se experimenta al pasar de 0 a 100km/h en 10s.

4-       Calculen cuántos segundos necesitamos para pasar de 0 a 100km/h con la aceleración gravitatoria de la Tierra.

5-       Según el artículo ¿qué aceleración deberíamos experimentar por un tiempo prolongado para que nos cause daños físicos importantes?

6-       ¿Cuál es el valor del record de aceleración humana? ¿Quién la obtuvo?

T/D: Busca información sobre los efectos fisiológicos causados por la aceleración. Menciona por lo menos cinco y explica brevemente.

Tomado de un artículo publicado por Jason Torchinsky.

http://es.gizmodo.com/cual-es-la-aceleracion-de-0-a-100-mas-rapida-que-pueden-1792124255

Gravitación Universal

1era PARTE: LECTURA

Deberás leer en voz alta algún fragmento del texto.

¿Existió la manzana de Newton?

Se dice que sir Isaac Newton, el famoso físico y matemático inglés concibió su ley de la gravitación universal (uno de los hitos más importantes de la Física) estando a la sombra de un manzano. Mientras descansaba plácidamente, la caída de una manzana le hizo reflexionar sobre la causa que la provocaba, para llegar finalmente a la conclusión de que esa causa era una fuerza, la misma que mantenía a la Luna en órbita en torno a la Tierra. Esta conocida historia se cuenta por primera vez en una obra de Voltaire, uno de los filósofos franceses impulsores de la Ilustración. Él había estado exiliado en Gran Bretaña e, impresionado por el avanzado pensamiento anglosajón, a su regreso a Francia, divulgó las nuevas teorías científicas y filosóficas. En su libro “La filosofía de Newton” cita la anécdota en boca de la propia sobrina del genio, Caroline Barton. También la refiere el amigo personal y biógrafo de Newton, William Sturkeley, quien afirma se la contó el propio Newton, ya en sus últimos años de vida, una tarde mientras tomaban el té en el jardín de su casa. ¿Verdad o solo una bonita leyenda? La Ciencia está llena de descubrimientos casuales. ¿Sería la gravitación universal uno de ellos? No parece probable. También la Ciencia está llena de anécdotas y curiosidades apócrifas. Para empezar, existían ya muchos precedentes que apuntaban hacia la gravitación: las leyes de Kepler del movimiento planetario o los estudios de Hooke – contemporáneo de Newton – sobre las fuerzas. Parece que este último llegó a proponer la existencia de la fuerza gravitatoria e incluso esbozó un cálculo matemático para obtenerla. Sin embargo, la cuestión no fue resulta completamente hasta que Newton tomó cartas en el asunto. Además, la forma de trabajar de Newton no consistía, precisamente, en contemplar los fenómenos cotidianos que ocurrían a su alrededor. No realizaba experimentos de Física, como sí lo hacía el italiano Galileo Galilei. Su laboratorio estaba dedicado por entero a la Alquimia, a la que se consagraba largos períodos de tiempo y en la que creía firmemente. Así pues, es bastante dudoso que existiera la famosa manzana, aunque eso no le resta encanto a una historia conocida por todos, incluso por quienes recién se inician en la Física.

 

2da PARTE: NUEVA LECTURA                                                                                 

Lee nuevamente el texto y anota el vocabulario que no conoces                                        

3era PARTE: PREGUNTAS

Responde las siguientes preguntas de opción múltiple que buscan evaluar tu comprensión lectora, seleccionando aquellas que consideres correctas.

1- La historia de la manzana de Newton, es una conocida anécdota que inspiró al científico a desarrollar:

·         Las leyes de la dinámica.

·         La existencia de las Fuerzas

·         La ley de Newton.

·         La ley de Gravitación Universal.

2- La difusión de esta historia, tiene lugar en Francia durante la “Ilustración” (Siglo XVIII) a partir de:

·         Un viaje a Francia de Caroline Barton, sobrina de Newton.

·         Un libro escrito por William Stukeley.

·         La obra “La filosofía de Newton” escrito por Voltaire.

·         Un relato autobiográfico del propio Newton.

3- La ley de Gravitación Universal ya tenía precedentes por parte de otros científicos, por ejemplo:

·         Las leyes de Hooke sobre las fuerzas.

·         Las investigaciones sobre Alquimia.

·         Los experimentos de Galileo.

·         Ninguna de las anteriores.

4- Decimos que una anécdota (como puede ser la de la manzana) es apócrifa, cuando ocurre una de las siguientes circunstancias:

·         Que no es atribuible a la persona de quien se cuenta.

·         Que es imposible que haya sucedido tal y como se cuenta.

5- La historia de la manzana de Newton, es una anécdota de la que podemos afirmar lo siguiente:

·         Solo es conocida por los estudiosos de la Física.

·         Es conocida por el gran público.

Midiendo el tiempo de reacción

TIEMPO DE REACCIÓN

Manejando su auto, Pedro de pronto se encuentra con un perro que atraviesa repentinamente la calle.

¿Qué creen que sucederá?

a)      Pedro pisa inmediatamente el freno.

b)      Se demora un tiempo en reaccionar y luego pisa el freno.

Escriban su predicción y expliquen por qué eligieron esa respuesta.

Para responder nuevamente esta pregunta, realicen el siguiente experimento:

• ·         Un compañero sostiene una regla (30cm) en forma vertical, mientras otro compañero coloca sus dedos más abajo en torno al otro extremo (0cm).
• ·         Cuando el primero compañero suelta la regla, el otro deberá atraparla.
• ·         Registren en un cuadro de datos los cm que cayó la regla, y repitan el procedimiento con el mismo compañero unas 4 veces. Luego realicen el promedio de las medidas.

Nº de ensayos	Distancia que cayó la regla
Nº1
Nº2
Nº3
Nº4
Promedio

Como la regla cae en caída libre, podemos calcular el tiempo en segundos a partir de los datos que tenemos:

         d = distancia,   g = 9,8m/s² 

TIEMPO DE RACCIÓN DE LOS COMPAÑEROS
NOMBRE	TIEMPO (SEGUNDOS)

Sobre este blog

Este blog es creado con la primera intención de compartir material para mis alumnos de física, pero también son bienvenidos todos aquellos interesados en esta apasionante área de conocimiento.  Aquí encontrarán vídeos, imágenes, resúmenes, textos informativos y ejercicios para resolver. 
A leer y a disfrutar de la ciencia!!