Cuestionario de Física Conceptual sobre Primera Ley del Movimiento de Newton-Inercia

Cuestionario de Física Conceptual sobre Primera Ley del Movimiento de Newton-Inercia

1.Supon que una pelota rueda sobre una mesa de billar y termina de detenerse. ¿Cómo interpretaría Aristóteles este comportamiento?. ¿Cómo lo interpretaría Galileo?

Aristóteles consideraría que una fuerza detiene la pelota.

Galileo entendería que la fricción entre la pelota y la mesa detiene la pelota.

2.  ¿Qué tipo de trayectoria seguirían los planetas si la fuerza gravitatoria del Sol cesara repentinamente?

Seguirían en línea recta.

3. ¿Sería correcto decir que la Inercia es la razón por la que un objeto se resista al cambio y persista en su estado de movimiento?

No estrictamente pues se le da el nombre de Inercia aunque se desconoce exactamente la razón de ese comportamiento. Además, el objeto que está en reposo tiende a permanecer en ese estado de reposo.

4. ¿Un bloque de hierro de 2 kilogramos tiene el doble de Inercia que un bloque de hierro de 1 kilogramos?. ¿ Que se podría decir respecto de sus masas , Volúmenes y pesos ( medidos en el mismo lugar )?.

El de 2 kilogramos tiene el doble de Inercia que el de 1 kilogramo porque la masa del primero es el doble que la masa del segundo y la masa es una medida de la Inercia.

El de 2 kilogramos tiene el doble de masa que el de 1 kilogramo porque tiene el doble de materia.

El de 2 kilogramos ocupa el doble de volumen que el de 1 kilogramo si son del mismo material ( igual Densidad ).

El de 2 kilogramos tiene el doble de peso que el de 1 kilogramo porque la aceleración gravitatoria sobre ambos es la misma.

5. ¿Un racimo de plátanos de 2 kilogramos tiene el doble de Inercia que una hogaza de pan de 1 kilogramo?. ¿Tiene el doble de volumen?. ¿Tiene el doble de peso  (medido en el mismo lugar)?.

Tiene el doble de Inercia porque tiene el doble de masa.

No tiene el doble de volumen porque los plátanos tienen distinta densidad.

El de 2 kilogramos tiene el doble de peso porque, siendo la misma aceleración gravitatoria que actúa en ambos casos, el plátano tiene el doble de masa que el pan.

6.Un saco de 1 kilogramo de clavos pesa 9,8 Newtons en la superficie de la Tierra. ¿Cuánto pesara en la Tierra 1 kilogramo de Yogurt?.

En la superficie de la Tierra 1 kilogramo de Yogurt o de cualquier otro material pesará 9,8 Newtons.

7. ¿Qué distinción hizo Aristóteles entre movimiento natural y movimiento violento?.

El movimiento natural no estaba causado por fuerzas ( movimiento de planetas y estrellas ). El movimiento violento estaba causado por fuerzas ( carreta movida por un caballo ).

8. ¿Por qué se resistía Copérnico a publicar sus ideas?.

Porque sus ideas respecto que la Tierra se movía alrededor del Sol era controvertida en su época ( siglos XV y XVI).

9. ¿ Qué efecto tiene la fricción sobre los cuerpos en movimiento?. ¿Cómo puede un objeto mantener una rapidez constante cuando la fricción actúa sobre el ?.

La fricción frena a un cuerpo en movimiento. La rapidez, aún con fricción, es constante si existe una fuerza que la contrarresta.

10.La rapidez de una pelota aumenta cuando esta rueda hacia abajo sobre un plano inclinado y disminuye cuando rueda hacia arriba. ¿Qué ocurre con la rapidez en una superficie horizontal lisa?

Permanece constante por Inercia.

11.Galileo descubrió que una pelota que rueda hacia abajo sobre un plano inclinado adquiere una rapidez suficiente para subir por otro plano. ¿A qué altura llegará la pelota respecto a su altura inicial?

Si no hay rozamiento entre el plano y la pelota, está llegará a la misma altura respecto de la inicial.

12. ¿A que clase de objetos se refiere la Ley de Inercia: a objetos en movimiento, a objetos en reposo o a ambos?. Usar ejemplos para apoyar la respuesta.

A ambos. Ejemplo: un cuerpo que está en reposo tiende a permanecer en ese estado cuando se le aplica una fuerza para moverlo. Un cuerpo que está en movimiento tiende a permanecer en ese estado de movimiento aunque se le aplique una fuerza para frenarlo.

13.La Ley de Inercia establece que no se requiere fuerza alguna para mantener el movimiento.  ¿Por qué entonces es necesario pedalear para mantener una bicicleta en movimiento?.

Para contrarrestar el rozamiento con el pavimento que la haría detenerse.

14.Si desde una nave espacial se dispara una bala de cañón hacia el espacio sin fricción, ¿Cuánta fuerza hay que ejercer sobre la bala  para que se mantenga en movimiento?.

No se necesita fuerza  porque de acuerdo con la Primera Ley de Newton o Ley de Inercia una bala permanece en movimiento con velocidad constante a menos que una fuerza neta actúe sobre ella.

15 ¿Una roca de 2 kilogramos tiene el doble de masa que una roca de 1 kilogramo?, ¿Tiene el doble de Inercia?, ¿Tiene el doble de peso medido en el mismo lugar?.

La de 2 kilogramos tiene el doble de masa que la de 1 kilogramo. La de 2 tiene el doble de Inercia porque la masa es una medida de la Inercia.La de 2 tiene el doble de peso porque la aceleración gravitatoria es la misma.

16. ¿Un decímetro cúbico de plomo fundido tiene el mismo volumen que un decímetro cúbico de jugo de manzana?. ¿Tienen la misma masa?.

El volumen es el mismo porque ocupan el mismo espacio. Las masas son distintas porque las cantidades de materia son distintas.

17. ¿Por qué dicen los físicos que la masa es más fundamental que el peso?.

Porque la masa mide la cantidad de materia que tiene un objeto y no depende del lugar donde ese objeto se encuentre. El peso , en cambio , es una medida de la fuerza gravitacional que actúa sobre ese objeto que depende del lugar donde este se encuentre.

18.En el espacio , lejos de cualquier Fuente de Gravitación, un elefante y un ratón tendrían el mismo peso : cero. Si ambos se movieran hacia nosotros con la misma rapidez, ¿ la colisión tendrá el mismo efecto?. Explicar la respuesta.

El efecto sería muy distinto porque las masas son distintas.

19. ¿ Cuánto pesan dos Kilogramos de Yogurt?.

19,6 Newton ( resultado del producto de 2 Kilogramos.9,8 metros/ segundos al cuadrado )

20.Si dejo caer una moneda desde mi cabeza en un autobús en reposo, la moneda caerá a mis pies. ¿Dónde caerá si el autobús se mueve en línea recta con rapidez constante ?Explicar la respuesta.

Caerá a mis pies pues la moneda viaja conmigo y con el autobús.  Por Inercia: es como si estuviera en reposo.

21.Si viajo en un avión que se desplaza a 600 km/h y una almohada cae en mis piernas desde un compartimento elevado: si el avión viaja tan aprisa, ¿por qué al caer la almohada no va a dar contra la pared posterior de la cabina?, ¿ cual es la velocidad horizontal  de la almohada respecto de Tierra?. ¿y con respecto al interior del avión?.

Cae sobre mis piernas porque tanto yo como la almohada se desplazan a 600 Km/h al igual que el avión.

La velocidad horizontal de la almohada respecto de la Tierra es de 600 Km/h.

La velocidad horizontal de la sialmohada respecto del interior del avión es 0 Km/h.

22.Muchas personas que viajan en automóvil han sufrido lesiones en el cuello en accidentes cuando otro auto los golpea por detrás. ¿Cómo interviene aquí la Ley de Inercia de Newton?. ¿Cómo ayuda el cojín para descansar la cabeza a prevenir este tipo de lesiones?.

Por Inercia y luego del choque por detrás la cabeza no apoyada en el cojín se mueve bruscamente hacia adelante y se lesiona. Con la cabeza apoyada en el cojín este movimiento tiene menos brusquedad y lesiona menos.

23.Supon que colocas una pelota en el centro de un vagón y luego haces que el valor se acelere hacia adelante. Describe el movimiento de la pelota respecto a: a) La Tierra, b)El Vagón.

a)La pelota se mueve con el vagón hacia delante

b)La pelota se mueve hacia atrás del vagón.

24.Si un elefante te persigue, la enorme masa del animal sería un peligro para ti. Pero si corres en zig-zag, la masa del elefante sería una ventaja para ti. ¿Por qué?.

Si al cambiar yo mi dirección de movimiento, el elefante también lo hace, la Inercia aleja más al elefante de un posible impacto contra mi.

25. ¿Cuál de las siguientes cantidades cambia cuando comprimes una esponja: la masa , la Inercia , el volumen o el peso?.

El volumen que ocupa en el espacio

26.Una  de gran masa está suspendida por una cuerda desde arriba, mientras alguien tira de ella lentamente con una cuerda. ¿Dónde es mayor la Tensión: en la cuerda superior o en la inferior?. ¿Cuál de ellas tiene mayor probabilidad de romperse?. ¿Qué Propiedad es más importante aquí: la masa o el peso?.

La Tensión es mayor en la cuerda superior. La cuerda superior tiene mayor probabilidad de romperse. Aquí la Propiedad más importante es la masa de la pelota.

27.Si en vez de tirar de la cuerda inferior con lentitud, se tira de ella con fuerza y repentinamente, ¿Cuál cuerda tiene mayor probabilidad de romperse?. ¿Qué propiedad es importante en este caso: la masa o el peso?.

Es más probable que se rompa la cuerda inferior pues soporta la fuerza que se le aplica y el peso de la pelota. Aquí sigue siendo importante la masa de la pelota.

28.Si quieres ajustar la cabeza floja de un martillo golpeándolo sobre la superficie de una mesa de trabajo;  ¿por qué es mejor sostenerlo: con el mango hacia abajo que con el mango hacia arriba?.  Explicar en términos de Inercia.

Al golpearlo con el mango hacia abajo, la cabeza-por inercia-tiende a meterse en la perforación del mango.

29.Dos recipientes cerrados tienen el mismo aspecto exterior, pero uno de ellos está lleno de plomo y el otro contiene unas cuantas plumas.  ¿Cómo podrías determinar cuál de las dos tiene una masa mayor si ambos recipientes estuvieran flotando en el espacio en condiciones de ingravidez?.

Si se los agita de la misma forma, el que requiere mayor esfuerzo tiene masa mayor.