ENERGÍA PARA TRANSFORMAR

Movimientos y deformaciones Los cambios que se producen La energía de un tornado provoca cambios físicos en los cuerpos que la reciben. en un objeto dependen de la cantidad y el tipo de energía que se emplea para transformarlo. Algunos de ellos pueden ser muy simples, como cuando un imán hace que cambie la posición de un trozo de hierro. O más drásticos, como cuando se usa un martillo para romper una alcancía de barro en muchos pedazos. Muchos de estos cambios sólo se producen cuando una fuerza actúa sobre las cosas. La acción de una fuerza puede provocar que un objeto cambie de forma o tamaño. Por ejemplo, es necesario aplicar una fuerza para que un resorte se estire o se comprima, o bien para transformar una bola de plastilina en una culebra muy larga. Como sabes, hay materiales que son más fáciles de deformar que otros, y por eso las fuerzas que hay que aplicar para lograr un cambio son distintas. Hay algunos materiales El barro es un material plástico y la liga es un material elástico. que se deforman al aplicar una fuerza pero recuperan su forma original cuando la fuerza se elimina. Tal es el caso del acero en un resorte o del hule en una liga. A estos materiales se les llama materiales elásticos. Pero, ¿qué pasa si tratas de deformar un pedazo de barro o de plastilina? ¿Recuperarán su forma al terminar de deformarlos? Si lo piensas un momento, verás que estos materiales no son elásticos. Para distinguirlos se les da el nombre de materiales plásticos. Si un automóvil que se mueve a 60 kilómetros por hora choca de frente con otro objeto, la fuerza que lo detiene es casi tan grande como la que se necesita para cargar un elefante. Esta fuerza no sólo deforma y detiene al auto, sino que es responsable de que el conductor y los pasajeros salgan disparados de su asiento. Usar el cinturón de seguridad te puede salvar la vida porque te mantiene en tu lugar y reduce los efectos del impacto. ¿Qué cambia y qué no? Cuando una fuerza actúa sobre un material sólido puede cambiar su forma y su tamaño, pero ¿cambia su volumen? Para averiguarlo, lleva a cabo la siguiente actividad. Necesitas: un vaso de plástico transparente, 3 ligas, 2 pedazos de plastilina, agua Llena el vaso con agua hasta la mitad y usa una liga para marcar la altura del líquido en el vaso. Toma un pedazo de plastilina de tamaño mediano y forma una esfera sólida con él. Sumérgela en el agua y marca con otra liga el nuevo nivel del agua. El cambio entre el nivel original y el que ahora tiene te da una idea del volumen de tu pedazo de plastilina. Saca del vaso la plastilina y asegúrate que el nivel del agua está como al principio. Dale otra forma a la esfera de plastilina y métela de nuevo en el agua. ¿Hasta dónde sube el líquido? ¿Cambió el volumen del pedazo de plastilina? Repite la actividad con el mismo pedazo de plastilina pero dale al menos 5 formas distintas. Puedes probar desde un cubo hasta una culebra muy larga pero cuida que al sumergirla en el agua, siempre quede cubierta por el líquido. ¿Cambió el volumen de la plastilina?¿Cómo te diste cuenta? ¿Qué pasaría con otros materiales, digamos, con barro o con masa para tortillas? Un objeto viaja en línea recta hasta que una fuerza lo detiene o lo desvía. Las fuerzas también cambian la manera en la que se mueven los objetos. Si se aplica una fuerza sobre un objeto en reposo, éste comenzará a moverse. Si ya estaba en movimiento, la acción de la fuerza provocará que se mueva más rápido o más lento, o que cambie de dirección. Se necesita aplicar una fuerza para que un objeto en movimiento se detenga o para que dé la vuelta. En un coche, por ejemplo, se puede aplicar una fuerza sobre las llantas y éstas se moverán más rápido. Asimismo, por medio del freno puede aplicarse una fuerza para detenerlas y al mover el volante se aplica otra fuerza que cambia la dirección del movimiento. Reloj de Sol ¿Qué crees que pasa cuando no actúa una fuerza sobre un objeto? Si está en reposo, seguirá sin moverse. Ahora bien, si ya se movía con cierta rapidez, el objeto mantendrá su movimiento en línea recta hasta que una fuerza lo detenga o lo desvíe. Por ejemplo, cuando haces rodar una pelota por el piso, aplicas una fuerza para que inicie su movimiento. Después, la pelota se detiene porque la fuerza de fricción que actúa sobre ella, se opone a su movimiento. ¿Recuerdas tu libro de Ciencias Naturales de tercero? Ahí realizaste algunas actividades para conocer más sobre este tipo de fuerza. Maquinaria de un reloj de cuerda Las fuerzas que actúan sobre los objetos en la naturaleza provocan cambios en su movimiento; por eso vemos que hay cuerpos que Reloj de péndulo se mueven de diferentes maneras. Hay movimientos que empiezan y terminan rápidamente, como el de una manzana que cae de un árbol. Hay movimientos que se repiten una y otra vez, como el del péndulo en un reloj antiguo. Este tipo de movimientos que se repiten una y otra vez reciben el nombre de movimientos periódicos. Los movimientos de la Tierra alrededor del Sol o sobre su propio eje también son movimientos periódicos. En un Reloj digital movimiento de este tipo el objeto que se mueve siempre regresa a la posición de la que partió. El movimiento periódico de las cosas le ha servido a los seres humanos para registrar el paso del tiempo. Todos los relojes, incluyendo los más antiguos, como los de Sol, funcionan gracias a la existencia de sistemas, ya sea naturales o artificiales, que repiten sus movimientos sin cesar. La rapidez de un péndulo Un péndulo simple se construye si atamos un objeto pesado a una cuerda y lo dejamos colgando. Cuando el peso se mueve y regresa a su punto de partida, se dice que completó una oscilación. Entre más rápido se mueva un péndulo, menos tiempo tardará en completar una oscilación. Pero, ¿de qué depende la rapidez de un péndulo? Para averiguarlo organízate en equipo con tus compañeros y consigan el siguiente material. Necesitas: un lápiz, un metro de hilo grueso o estambre, una rondana u otro objeto pequeño pero pesado, cinta métirca, cinta adhesiva, un reloj con segundero Ata un extremo del hilo a una rondana para hacer tu péndulo y amarra el otro extremo al centro del lápiz. Usa la cinta adhesiva para fijar el lápiz al borde de una mesa para que el péndulo pueda colgar y oscilar libremente. Ajusta la altura del hilo para que el péndulo no choque con el piso. Mide la longitud del péndulo con la cinta métrica y anótalo en tu cuaderno en el primer cuadro de una tabla como ésta: Pon a oscilar tu péndulo, pero no lo sueltes desde muy arriba. Cuenta el número de oscilaciones que logra hacer en 20 segundos y anótalo en la tabla. Repite el experimento acortando un poco la longitud del péndulo y soltándolo a la misma altura. Hazlo varias veces hasta que tengas los resultados para cuatro longitudes distintas. Analiza los resultados y di cómo cambia la rapidez del péndulo al acortar su longitud. ¿Cómo es la trayectoria que sigue el péndulo? ¿Cambia de dirección? ¿Qué afecta su comportamiento?