¿Qué indica el velocímetro? ¿Indica la magnitud de la velocidad media o instantánea?

El velocímetro es un instrumento que mide rapidez media, sin embargo, el intervalo de tiempo en la que se hace esta medición es tan pequeño que se aproxima la medición a la rapidez instantánea, por ende, podemos decir que el velocímetro en realidad miden el modulo de la velocidad instantánea. Los velocímetros más usados son los velocímetros digitales.

Vale mencionar que la velocidad es un vector y por ende este tiene sentido, dirección y módulo; en este caso el velocímetro solamente muestra el módulo. Veamos algunos ejemplos de velocidad:

• Un barco que viaja a 250 km/h en sentido Norte.
• Un carro que viaja a 300 km/h en sentido Sureste.
• Una avión que debe desviarse 45º Norte-Este a 150 km/h.
• Una nadador que nada a 15 km/h en sentido Norte.
• Un alpinistas que camina a 10 km/h en sentido Sureste.

Tengamos en cuenta que la rapidez es solamente un modulo, y por ende no cuenta con dirección ni sentido.

Dato curioso:

• El instrumento para medir la velocidad de automóviles que circulan se conoce como cinemómetro; por ejemplo, en las vías de Estados Unidos hay muchos de estos instrumentos que sirven para medir la velocidad de los automóviles y colocar multas por exceso de velocidad. Un cinemómetro es un instrumento muy distinto al velocímetro pero miden una misma magnitud.

Mira más información relacionada con la velocidad en:

• https://300mots.blogspot.com/2020/02/ejemplos-de-energia-cinetica-y-energia.html
• https://300mots.blogspot.com/2020/02/que-es-la-energia-cinetica-y-cual-es-su.html

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Ejemplos de energía cinética y energía potencial en la vida cotidiana.

A continuación vamos a mostrar algunos ejemplos de energía cinética y energía potencial.

Ejemplos de energía cinética:

1. Una persona corriendo.
2. Un automóvil desplazándose por la autopista.
3. Un avión desplazándose en el aire.
4. Una bala al salir de la pistola.
5. Lanzar una pelota horizontalmente.

Ejemplos de energía potencial:

1. Un pelota a cierta altura del piso.
2. Una pelota en su punto más alto de trayectoria.
3. Cada vez que se sube un piso en un edificio, con cada piso adquirimos más energía potencial.
4. Cuando nos elevamos al subir una escalera.
5. Al montar un columpio y adquirir altura al balancearse.

Partiendo de los ejemplos antes mencionados podemos definir a cada energía: 

• Energía cinética: esta energía depende de la velocidad (rapidez) del objeto, y es directamente proporcional a la masa (m) y la velocidad (V).
• Energía potencial: esta energía depende de la altura respecto a una referencia, y es directamente proporcional a la masa (m) y la altura (h).

Las ecuaciones de energía potencial y energía cinética se definen como:

• Ep = m·g·h ; energía potencial
• Ec  = 0.5·m·V² ; energía cinética

Es importante mencionar que la energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma.

Si quieres saber más sobre la energía en general te dejo los siguientes enlaces:

• https://300mots.blogspot.com/2020/02/que-es-la-energia-cinetica-y-cual-es-su.html
• https://300mots.blogspot.com/2020/02/energia-que-produce-el-agua.html

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Cuál es la importancia de las ciencias sociales.

Podemos decir que la importancia de las ciencias sociales se basa en el estudio del ser humano de forma individual y de manera colectiva en una sociedad que puede llegar a ser especifica o general; de esta manera estamos definiendo qué es las ciencias sociales.

Algunos de los aspectos que podemos comprender gracias a las ciencias sociales son:

• Comportamiento del humano en la sociedad.
• Comportamiento del humano en forma individual.
• Organización social.
• Formas de comunicación de una sociedad.
• Estructuras políticas y formas de gobierno.
• Forma de comunicación entre los individuos, es decir, su lenguaje en general.
• El comportamiento del humano en una geografía y la historia del mismo.

Vale mencionar que las ciencias sociales se relaciona con muchas otras ciencias como: 

• Matemática.
• Química.
• Probabilidad.
• Estadística. 
• Biología. 
• Geografía.

Las ciencias sociales se relaciona directamente con la humanidad pues estudia al humano; la humanidad representa a todos los humanos que hacen vida en las diferentes regiones o sociedades que hay en el mundo. 

Los principales objetos de estudio de las ciencias sociales son: 

• Política.
• Etimología.
• Civismo.
• Economía.
• Historia.
• Mitología y folklore.

De esta manera conocimos algunos términos generales de lo qué es las ciencias sociales y su importancia; concluyendo que su máxima importancia se basa en estudiar a los humanos, a la humanidad.

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¿Qué es la energía cinética y cuál es su fórmula?

La energía cinética es aquella forma de energía que tiene un cuerpo debido a la velocidad que adquiere. Es una de las energías que más se relaciona con la energía potencial debido a la conservación de la energía.

Tenemos que la energía cinética se calcula con la siguiente formula:

Ec = (1/2)·m·V²

Observemos como la energía cinética es una relación entre la masa (m) y la velocidad (V). Entre mayor sea la masa o velocidad de un cuerpo entonces su energía cinética será mayor.

Miremos un ejemplo de donde hay energía cinética: 

• Cuando vamos en un carro a 50 km/h, este automóvil tiene energía cinética debido a la velocidad, donde haya velocidad hay energía cinética.

Existen casos como la energía hídrica en donde se aprovecha la velocidad del agua para transformar esta energía en energía eléctrica. 

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Energía que produce el agua.

La energía que produce el agua se conoce como energía HÍDRICA o HIDRÁULICA. Vale mencionar que la energía dada por el agua es energía renovable y por lo general se usa agua dulce aunque no se descartan las energías que proporciona el agua salada.

La energía que produce el agua es debido al aprovechamiento de su energía cinética y su energía potencial, aplicando la ley de conservación de la energía, lo que hace es transformarse la energía que produce el agua en otras formas de energía como la energía eléctrica.

Veamos las ecuaciones fundamentales de la energía cinética y potencial:

La energía potencial se define como: 

Ep = m·g·h

Donde: 

• Ep = energía potencial
• g = gravedad
• h = altura

La energía cinética se define como: 

Ec = (1/2)·m·V^2

Donde:

• Ec = energía cinética
• m = masa
• V = velocidad

Estas dos formas de energía son las que se transforman y obtenemos, como ya mencionamos, energía eléctrica y otras.

Esta energía la podemos observar en presas, en círculos hidráulicos conocidas como norias. En las norias se transforma la energía en trabajo, considerando que el trabajo también es energía. Vale mencionar que la energía que se obtiene del agua es energía renovable.

A continuación dejamos un ejercicio para relacionar los tipos de energía con cada imagen.

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Leyes de Newton: conceptos y ejercicios.

El físico Isaac Newton planteó tres leyes fundamentales en la dinámica, estas son: ley de la inercia, ley de la fuerza y ley de acción-reacción.

Estas tres leyes son fundamentales en la física, sobre todo en el estudio de la dinámica de los cuerpos. Con estas leyes es posible entender el mundo donde vivimos y nos desarrollamos, es por ello que el conocer y entender estas leyes es fundamental para nuestra vida cotidiana y para muchas profesiones en particular.

Isaac Newton mostró estas leyes en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica o Principios Matemáticos de la Filosofía Natural. Este es uno de los libros más importantes de la historia de la humanidad.

Sir Isaac Newton. Fuente: Ejemplo.co

Leyes de Newton

Primera ley de Newton o ley de la inercia

En esta primera ley se nos plantea lo siguiente: 

• Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado.

Es decir, Newton nos indica que todo cuerpo tiene la propiedad de evitar el cambio (el humano como tal evita el cambio, por ejemplo), por ende, se necesita de una excitación externa para que ocurra este cambio. Esta ley depende de la masa del cuerpo, entre más masa más resistencia al cambio existe. 

Ejemplos de la primera ley de Newton

1. Cuando un coche frena de manera brusca, tenemos que los pasajeros, por efecto de la inercia, se tienden a mover en la dirección en que se movía el automóvil. 
2. Cuando queremos mover una caja pesada, podemos sentir como al principio resulta difícil el mover la caja. En este caso, es la inercia la causante de evitar el movimiento de la caja.

Segunda ley de Newton o ley de la fuerza

En esta segunda ley se nos plantea lo siguiente:

• El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

Es decir, Newton nos indica que esa excitación que debe conocer un cuerpo para que ocurra un cambio se conoce como fuerza y esta depende de la masa y la aceleración del cuerpo. Esta segunda ley nos deja la siguiente formula: 

F = m·a 

Donde: 

• F = fuerza
• m = masa
• a = aceleración

Ejemplos de la segunda ley de Newton

1. Cuando un automóvil se mueve, en este caso el motor del automóvil debe proporcionar una fuerza motriz para que se genere el movimiento del mismo. Esta fuerza le proporcionará una aceleración al automóvil.
2. Cuando se patea un balón de fútbol, en este caso el balón se mueve gracias una fuerza motriz externa que proporciona quien patea el balón.

Tercera ley de Newton o ley de acción-reacción

En esta tercera ley se nos plantea lo siguiente:

• Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos.

Es decir, Newton nos indica que toda acción tiene una reacción, otra forma de verlo sería: toda causa tiene su consecuencia. 

Ejemplos de la tercera ley de Newton

1. Cuando caminamos, en este caso el contacto del pie con el suelo genera una acción-reacción que nos permite caminar.
2. Cuando rebotamos una pelota contra el suelo, en este caso existe una acción-reacción entre el suelo y la pelota que permite que la misma vuelva a la mano de quien la lanzó.

Resumen de las tres leyes de Newton. Fuente: ABC.

Ejercicios relacionados con las leyes de Newton

Primer ejercicio

Si sobre una pelota de baloncesto se aplican únicamente dos fuerzas concurrentes F = 2 N y F' = 2 N de sentido contrario, ¿Cuáles son los posibles estados de dicha pelota?

Resolución:

Inicialmente lo que haremos será realizar un diagrama de cuerpo libre (DCL).

Procedemos a realizar una sumatoria de fuerza en el eje -x- para lograr encontrar la fuerza resultante.

Fr = F - F' 

Fr = 2 N - 2 N 

Fr = 0 N 

La fuerza resultante externa que se aplica sobre la pelota de baloncesto es de 0 N, por ende, el estado de la pelota es de reposo, esto considerando la primera ley de Newton.

Segundo ejercicio

Un ciclista se desplaza con una aceleración de 2 m/s² y la masa total del sistema (bicicleta más conductor) es de 65 kg, ¿Qué fuerza lleva el sistema?

Resolución: 

Para resolver este problema debemos aplicar la segunda ley de Newton, es decir, la fuerza se puede calcular como el producto entre la masa y la aceleración.

F = m·a 

F = (65 kg)·(2 m/s²) 

F = 130 N 

Por tanto, la fuerza que lleva el sistema conductor - bicicleta es de 130 N.

Tercer ejercicio

Un automóvil choca contra otro con un vector fuerza de (1,-5) N, ¿Cuál es el vector reacción? 

Resolución: 

Inicialmente planteamos el diagrama de cuerpo libre (DCL).

Aplicando la teoría de la tercera ley de Newton, sabemos que la reacción de una fuerza tiene la misma dirección pero el sentido es contrario.

F = - F' 

F = -(1, -5) N

F = (-1,5) N

Por tanto, la fuerza de reacción que hubo en el choque es igual a (-1,5) N.

Referencias: 

1. Enciclopedia de Ejemplos (2019). "Leyes de Newton"
2. Tipler, P. 2010. Física. Volumen 1. 5ta Edición. Editorial Reverté. 94 – 95.

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