Fuerza

Introducción:

La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad).

A continuación en la práctica mediremos indirectamente la fuerza con la cual es lanzada una pelota de tenis. Este proceso demuestra que hay diversas formas de conocer las medidas de cualquier cosa presente en nuestro entorno.Por ejemplo, la forma en que se mide la fuerza de lanzamiento de una pelota es calculada mediante una serie de operaciones, que implican la medición directa de la distancia desde la cual se lanzó la pelota, así como la masa de esta y posteriormente se realizan ciertos cálculos mediante fórmulas con varios criterios a evaluar como la velocidad y el tiempo para obtener la magnitud de una fuerza.

Algunas características o efectos que produce la fuerza son:

-Deformaciones: estas producen en el cuerpo receptor cambios de forma. Estos cambios de forma pueden ser de dos tipos:

La deformaciones plásticas se producen cuando el cuerpo receptor recibe una fuerza y modifica su forma, pero cuando la fuerza deja de actuar no vuelve a recupera la forma inicial.

Las deformaciones elásticas se producen cuando la fuerza actúa sobre un cuerpo, le produce una deformación y cuando deja de actuar el cuerpo vuelve a su forma inicial. Por ejemplo: el elástico, los resortes.

- Cambio en la dirección del movimiento: por ejemplo cuando juegas  voleibol, la pelota va cambiando constantemente de dirección.

-Aumento o disminución de la velocidad: cuando alguien se columpia y le pide a otra persona que le dé un empujón.

-Ponerse en movimiento o detenerse: en un partido de fútbol un delantero le da un puntapié a la pelota y la pone en movimiento; el arquero, por su parte, ejerce una fuerza sobre la pelota para detenerla, impidiendo el gol.

El mundo que nos rodea constantemente actúa modificándonos el comportamiento y llevándonos a realizar distintas acciones percibiéndose a través de los cinco sentidos y generando un mecanismo de acción y reacción en los que un estímulo externo deriva en una respuesta que tiende a romper ese aparente equilibrio que existía en un principio, generando un cambio o una modificación del estado inicial.Es por eso que la fuerza es importante ya que gracias a ella podemos movernos y realizer nuestras actividades de la vida diaria, nada de lo que tocamos tendría un efecto si no se le aplica un estímulo o empuje.El mundo gira en base a las diversas fuerzas existentes en el universo.

Desarrollo:

Para la medición de la fuerza seguimos una serie de pasos.

a) Investigamos la fórmula para medir la fuerza y que datos se necesitaban. De esta manera nos dimos cuenta de que elementos y herramientas íbamos a utilizar. Así que escogimos los materiales, que eran:

*Pelota de tennis

*Cartulina

*Flexómetro

*Cronómetro

*Báscula

b) Al tener los materiales, hicimos primero las mediciones directas.

1.- Medimos la masa de la pelota con la báscula, cuya masa fue de 56 g.

2.- Medimos de forma directa la distancia desde la cual fue lanzada hasta el punto al cual llegó, esta distancia la medimos cada una con un flexómetro y cada quien fue recaudando cada dato.

3.- Medimos directamente el tiempo y esto fue al momento de lanzar la pelota,cada quien utilizó su cronómetro para medir el tiempo de la manera más exacta posible.

4.- Al obtener cada integrante del equipo los datos recaudados, cada uno hizo cálculos para obtenerlo. Dichos cálculos consistían en obtener la velocidad con la cual fue lanzada, posteriormente la aceleración y finalmente la fuerza. Todos estos cálculos fueron llevados a cabo mediante fórmulas que se mecionaran.  

Video:

Cálculos:

1.- Se calculó la velocidad con la cual fue lanzada la pelota, esto se obtuvo mediante la fórmula V=d/t, (V=Velocidad, d=Distancia, t=Tiempo)

2.-Se hizo una sustitución con los datos obtenidos y las operaciones necesarias para obtener el resultado. Se utilizó el mismo proceso para la fórmula a=vf-vi/ tf- ti (a=Aceleración, vi=Velocidad Inicial, vf=Velocidad Final, tf=Tiempo final  ti= Tiempo Inicial)

3.- Con la formula anterior se calculó la aceleración, que fue un dato necesario al momento de utilizar la fórmula f= m•a (f=Fuerza (newtons), m=Masa de la pelota (g)  a= Aceleración (m/s2)
 Resultados:

36.40 newtons

43.68 newtons

48.72 newtons

58.80 newtons

73.72 newtons

76.72 newtons

81.76 newtons

Análisis de error:

La media de los datos fue igual a 59.92 newtons. Posteriormente se obtuvo la desviación media y esta fue igual a 14.17. Esto demostró que los datos que teníamos son bastante irregulares ya que la desviación media fue una cantidad grande. Como medida final al terminar el margen de error se obtuvo que x= 59.92± 14.17, que es una incertidumbre entre 74.09 y 45.75.

Medidas de tendencia central:

Promedio: 59.92

Mediana: 58.80

Moda: No hubo moda ya que ningún dato se repite.

Conclusiones:

-En este proyecto quisimos saber cual era la velocidad al lanzar una pelota,con los resultados correspondientes,nos dimos cuenta que que cada integrante del equipo no le daba la misma cantidad, ya que a cada quien le daba una distinta cantidad de tiempo,pero la masa era la misma y constante (el de la pelota).

Entre todo el equipo se aprendio a como medir la fuerza que se optine con una forma distinta al calcular la distancia,velocidad y  la masa del objeto.

Al emplear las distintas formas en las que se puede obtener el resultado.