Resumen

Este proyecto está enfocado en informar y describir en forma sencilla las leyes de movimiento de Newton y las leyes de Reflexión y sus usos en la vida cotidiana de una forma sencilla y práctica, con simples experimentos.

El hecho de hacer muchas cosas en la vida diaria en la cual usamos automóviles, brincamos, corremos nos subimos a los juegos mecánicos, inclusive vernos en espejo; es algo común, pero para lograr muchas de estas cosas se tuvo que hacer estudios científicos y prácticas para lograr resultados asombrosos.

Se han preguntado por que inventaron los cinturones de seguridad en los automóviles y en los juegos mecánicos. Así como por qué no nos caemos cuando gira a gran velocidad la montaña rusa.

Además por que unos simples espejos acomodados en una forma estratégica en un auto nos puede evitar accidentes

Todo esto se lo debemos a un gran científico y Matemático Isaac Newton que describió como se comportan los cuerpos en movimiento.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Demostrar que con simples experimentos como se puede explicar las leyes del movimiento y reflexión de Newton.

Antecedentes

Isaac Newton ha sido uno de los científicos más ilustres y controvertidos de la historia. Contribuyó a la invención del cálculo Integral, reveló al mundo por qué los objetos caen atraídos hacia el suelo (la gravedad) e incluso dilucidó que la luz blanca estaba compuesta por el conjunto de todos los colores (algo tan fácil de comprobar cómo jugar con un prisma).

 Las leyes del movimiento de Newton son un tema complejo que abarca tres leyes de la física, por lo que para ayudar a los niños a comprender los conceptos, éstos deben ser explicados de una manera simplificada con algunos ejemplos sencillos.

Primera ley del movimiento

Un objeto no se moverá a menos que se le aplique fuerza al mismo.

Segunda ley del movimiento

La aceleración se refiere a la velocidad a la que se mueve un objeto. Esta velocidad depende de la cantidad de fuerza aplicada al objeto.

Tercera ley del movimiento

La tercera ley sostiene que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esta ley incluye dos objetos.

Sus tres leyes del movimiento explican por qué un coche termina frenándose cuando dejamos de acelerar (primera ley), por qué recibir el impacto de una pelota de fútbol a 25 km/h resulta inofensivo, mientras que un camión a la misma velocidad puede resultar mortal (segunda ley) e incluso explica algo tan cotidiano como nuestra capacidad de saltar (tercera ley).

¿Por qué los espejos se colocan inclinados en un periscopio?

Los periscopios son instrumentos ópticos diseñados para observar desde una posición oculta. En su construcción más sencilla consiste en una estructura exterior en forma de tubo, en cuyo interior contiene espejos colocados en cada extremo, ubicados paralelos entre sí y con un ángulo de 45º respecto de las líneas del tubo.

Espejos y reflexión de la luz

Estos periscopios simples con espejos ya no se utilizan prácticamente, aunque sí son utilizados aún, y muy necesarios, los periscopios más complejos construidos con prismas, que se usan principalmente en submarinos, por lo que generalmente cuando se habla de periscopios se refiere específicamente a los aparatos utilizados navalmente.

Pero el funcionamiento de los periscopios con espejos es muy simple y se puede explicar siguiendo los lineamientos de las más básicas leyes de reflexión de la luz, que se cumplen en los espejos.

En un espejo plano común, un haz de rayos de luz paralelos, que inciden sobre su superficie, se reflejan de tal modo que cada rayo reflejado se mantiene en el mismo plano que su rayo incidente correspondiente, por lo que el haz de rayos reflejado continúa siendo de rayos paralelos, aunque cambian de dirección.

La segunda ley de la reflexión de la luz indica que el rayo reflejado tendrá el mismo ángulo que el rayo incidente. Por ejemplo, si el rayo incidente llega perpendicular a la superficie del espejo, es decir a 90º, el rayo reflejado también tendrá este ángulo respecto a la superficie del espejo, aunque en dirección contraria; este fenómeno se observa cuando nos miramos en frente del espejo, donde los rayos de luz incidentes proyectan nuestra imagen (y la de los objetos o lugares adyacentes) sobre el espejo, y los rayos reflejados nos devuelven esta misma imagen, pero invertida.

¿Cómo funcionan los espejos retrovisores?

El espejo retrovisor tiene una superficie reflectora lo bastante grande para que el conductor vea detrás de su vehículo, pero lo suficientemente pequeña para no bloquear su visión delantera.

 ¿Qué es un espejo retrovisor?

 Un espejo retrovisor es un espejo rectangular que está unido a la parte central superior del parabrisas de un automóvil. El espejo retrovisor estándar puede medir de 7 a 12 pulgadas (17,78 a 30,48 cm) de largo y de 3 a 5 pulgadas (7,62 a 12,7 cm) de alto. El espejo retrovisor tiene una superficie reflectora lo bastante grande para que el conductor vea detrás de su vehículo, pero lo suficientemente pequeña para no bloquear su visión delantera.

¿Cómo funciona el espejo?

 Un espejo retrovisor tiene una superficie oblonga que permite que el conductor vea hacia adelante mientras maneja y permitiendo a la vez observar lo que hay detrás suyo al echar un vistazo al espejo. El espejo le da al conductor una imagen reflejada de la ventana trasera del vehículo que está manejando. Esto ayuda a monitorear el tráfico y las condiciones del camino,  así como a hacer vueltas seguras y otras decisiones rápidas que pueden ser necesarias al manejar.

 Ajustando el espejo

 El espejo retrovisor sólo es útil para el conductor si está ajustado correctamente. Una vez que el conductor se ha sentado en el vehículo, puede ajustar el espejo retrovisor con su base rotatoria hasta tener una vista clara de la ventana trasera. Cada conductor tiene una altura diferente y el espejo retrovisor requerirá reajustarse con cada nuevo conductor para mantener una vista clara del camino y el tráfico.

Objetivo

Explicar  con sencillos experimentos  las leyes de Newton

Justificación

Me intereso este trabajo porque quiero demostrar  en forma práctica como entender en forma sencilla las leyes de Newton y el uso que le damos en nuestra vida diaria.

Hipótesis

Si es posible explicar las  leyes de Newton de forma sencilla y práctica entonces podremos darle un uso en nuestra vida diaria.

Método (materiales y procedimiento)

Visita al Museo de la CFE

Se realizó una visita al Museo de Tecnológico de la Comisión Federal de Electricidad en donde se explico de forma sencilla y clara las leyes de Newton en una computado.

En este procedimiento se describirán varios experimentos  para demostrar  las 3 leyes de Movimiento de Newton y leyes de los espejos.

Materiales:

• Un carro de juguete
• Un Muñeco
• Una Rampa de Madera
• Un bloque rígido

Procedimiento

Paso 1. Se colocara el muñeco dentro del coche de juguete, después se hará caer por la rampa.

Paso 2. Nuevamente Se colocara el muñeco dentro del coche de juguete, después se hará caer por la rampa. Pero esta vez se colocara un bloque enfrente para que choque.

En este experimento se demuestran las tres leyes de movimiento cuando está en reposo, cuando se efectúa una fuerza al vehículo y cuando se ejerce una fuerza en sentido contrario.

Para la demostración de la reflexión de los espejos. Se requiere el siguiente material:

1. Dos espejos.
2. Un Transportador
3. Una caja rectangular
4. Papel negro.
5. Un blíster de Silicón

Procedimiento

Paso 1. Se corta en cada extremo contrario de la caja un rectángulo.

Paso 2. Se colocan en interior de los cortes cada espejo en una posición de 45° y se pegan con silicón.

Paso 3. El periscopio queda listo.

Este experimento demuestra que unos espejos simples y por la reflexión  podemos ver cosas que se encuentran en otro plano, que a simple vista resultaría complicado.

Galería Método

Resultados

Con la primera Ley de Newton  demostramos que un cuerpo se mantendrá en reposo siempre y cuando sobre él no se ejerza una fuerza.

Un objeto no se moverá a menos que se le aplique fuerza al mismo. Por ejemplo, una roca colocada en el suelo no se moverá a menos que algo la mueva, como por ejemplo una persona que la patee.

En la segunda  ley de Newton un objeto se moverá de acuerdo a la velocidad aplicada, por ejemplo la Montaña rusa comparada con un carrusel.

La aceleración se refiere a la velocidad a la que se mueve un objeto. Esta velocidad depende de la cantidad de fuerza aplicada al objeto. Cuanta más fuerza se utilice, más rápido se moverá. Si la roca en la primera ley fuera pateada con toda la fuerza de una persona, se movería aún más lejos que si se la pateara con la mitad de la fuerza de una persona.

Y en la tercera Ley de Newton a toda acción le corresponde una reacción de la misma fuerza pero en sentido contrario.

La tercera ley sostiene que por cada acción hay una reacción igual y opuesta. Esta ley incluye dos objetos. Por ejemplo, si lanzas una pelota de tenis con una cierta fuerza contra la pared, la reacción de la pelota será rebotar inmediatamente hacia ti. Otro ejemplo sería cuando un bicho impacta contra el parabrisas de un coche y hace ¡plaf!, el bicho le pega al coche y el coche le pega al bicho; aun cuando se golpean con la misma cantidad de fuerza, el cuerpo suave del insecto no puede resistir las fuerzas de la colisión con el coche.

Leyes de la Reflexión

Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera detrás y no frente a éste ni en la superficie. (Ojo, es un error frecuente el pensar que la imagen la vemos en la superficie del espejo).

El sistema óptico del ojo recoge los rayos que salen divergentes del objeto y los hace converger en la retina.

El ojo identifica la posición que ocupa un objeto como el lugar donde convergen las prolongaciones del haz de rayos divergentes que le llegan. Esas prolongaciones no coinciden con la posición real del objeto. En ese punto se forma la imagen virtual del objeto.

La imagen obtenida en un espejo plano no se puede proyectar sobre una pantalla, colocando una pantalla donde parece estar la imagen no recogería nada. Es, por lo tanto virtual, una copia del objeto «que parece estar» detrás del espejo.

El espejo sí puede reflejar la luz de un objeto y recogerse esta sobre una pantalla, pero esto no es lo que queremos decir cuando afirmamos que la imagen virtual no se recoge sobre una pantalla. El sistema óptico del ojo es el que recoge los rayos divergentes del espejo y el cerebro interpreta como procedentes de detrás del espejo (justo donde se cortan sus prolongaciones)

La imagen formada es:

Simétrica, porque aparentemente está a la misma distancia del espejo

Virtual, porque se ve como si estuviera dentro del espejo, no se puede formar sobre una pantalla pero puede ser vista cuando la enfocamos con los ojos.

del mismo tamaño que el objeto.

Derecha, porque conserva la misma orientación que el objeto.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Con este trabajo se explica de forma sencilla las 3 leyes de movimiento y gracias a esto en los automóviles se aplicó para inventar el cinturón de seguridad y proteger a sus pasajeros.

En  las leyes de reflexión de este polifacético científico Isaac  Newton se utiliza en los espejos retrovisores de los autos así como mirillas telescópicas usadas por los policías para revisar las partes bajas de los automóviles.

Bibliografía

• Información del Museo de Tecnológico de la Comisión federal de Electricidad.
• Internet Wikipedia
• Enciclopedia Nueva Temática Rezza
• Serie del Mundo de Beakman

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography