Trabajo práctico:

La física en el deporteCurso: 4to Ciencias sociales

Ciclo lectivo: 2013

Profesor/a: Silvia Gonzales

Deporte seleccionado: natación.

Integrantes: Barella, Daniela. Lopez Bentos, Lara. Munari, Camila Sol.

Conceptos definidos:

Masa (2da ley de Newton): La masa es la medida de la cantidad de sustancia de un cuerpo y es universal.Cuando a un cuerpo de masa (m) se le aplica una fuerza (F) se produce una

aceleración (a).F = m.a

Cuerpo: Se denomina cuerpo (a veces denominado simplemente objeto o cuerpo físico) a un conjunto de masas que es tratada como si fuera una.

Cinemática: Es una ciencia física que se ocupa de la descripción del movimiento sin tener en cuenta sus causas.

Velocidad: Se define como la razón entre el espacio recorrido (e) y el tiempo transcurrido (t).

V = e/t

Trabajo: Cuando la fuerza tiene dirección de movimiento. El trabajo (L) se expresa en Joules (J).

L = F.d

Energía: Aquello que se suministra para realizar trabajo. La energía se expresa en joules (J).

Energía cinética: Cuando una fuerza aumenta la velocidad de un cuerpo también se realiza trabajo, como ocurre por ejemplo en la aceleración de un avión por el empuje de sus reactores. Cuando un cuerpo se desplaza con movimiento variado desarrolla energía cinética.El trabajo realizado por la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es igual a la

variación de la energía cinética de dicha partícula.

Energía potencial: Cuando se levanta un objeto se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad. Si se realiza trabajo para elevar un objeto a una altura superior, se almacena energía en forma de energía potencial gravitatoria. La energía potencial es inversamente proporcional a la cinética.

Aceleración: Se define como aceleración a la variación de la velocidad con respecto al tiempo. La aceleración es la tasa de variación de la velocidad, el cambio de la velocidad dividido entre el tiempo en que se produce. Por tanto, la aceleración tiene magnitud, dirección y sentido, y se mide en m/s ², gráficamente se representa con un vector.

A = v/t

Movimiento rectilíneo uniforme: Si la velocidad es constante, la velocidad media (o promedio) es igual a la velocidad en cualquier instante determinado. Un espacio recorrido a velocidad constante será igual al producto de la velocidad por el tiempo. En el movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es constante y la aceleración es nula.

Movimiento uniforme variado: Cuando la velocidad varía, comienza a existir una velocidad instantánea, que es la velocidad en un instante determinado. En el caso de una aceleración constante, considerando una velocidad inicial nula , la velocidad instantánea transcurrido el tiempo será:

V = a.t

El espacio recorrido durante ese tiempo será:

E = ½.a.t ²

Esta ecuación muestra una característica importante: La distancia depende del cuadrado del tiempo (t ²). En el movimiento uniformemente variado la velocidad varia y la aceleración es distinta de cero y constante.

Caída libre: Movimiento uniformemente variado, donde la aceleración es la de la gravedad y la dirección del movimiento sólo puede ser descendente. Se trata de un caso particular del movimiento de tiro vertical, donde la velocidad inicial siempre es nula.

Principio de Arquímedes: Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes.

Potencia: La potencia es desarrollada por una fuerza aplicada a un cuerpo, es el trabajo realizado por ésta durante el tiempo de aplicación. La potencia se expresa en watt (W).

P = L/t

Palanca: es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un punto de apoyo.

Una palanca posee varios elementos:Potencia (P): fuerza ejercida sobre la palanca con el objeto de mover un peso.

Resistencia (R): fuerza a mover mediante la palanca.Punto de apoyo (O): lugar donde se sostiene la palanca.Brazo de potencia (Bp): distancia entre el punto de apoyo y el punto donde se aplica la

potencia.Brazo de resistencia (Br): distancia entre el punto de apoyo y el punto donde está

aplicada la resistencia.Existen 3 tipos de palancas y todos dependen de la ubicación de estos elementos: 1er género: punto de apoyo en el centro2do género: punto de apoyo en un extremo y resistencia en el centro3er género: punto de apoyo en un extremo y potencia en el centro.

Fuerza de rozamiento: Fuerza aplicada y contraria al movimiento y que depende de la calidad de la superficie del cuerpo y de la superficie sobre la cual se desliza.

Acción y reacción (3ra ley de Newton): Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza (acción), este devuelve una fuerza de igual magnitud, igual dirección y de sentido contrario (reacción).

Conceptos físicos relacionados con la natación.La natación es un deporte acuático, donde el cuerpo humano se pone a prueba al

manejarse dentro de un fluido, esta simple situación es un claro ejemplo de cómo se aplica la fuerza de rozamiento del agua sobre la masa de nuestro cuerpo.

La sumersión de un cuerpo en una piscina olímpica y la flotabilidad del mismo sobre el agua es producida por el llamado Principio de Arquímedes, donde al entrar en este fluido el volumen de éste aumentara en correlación a la inmersión del volumen del cuerpo. Al producirse este fenómeno el medio provocará un impulso ascendente al objeto sumergido (un nadador en este caso) denominado empuje hídrico, causando la flotabilidad de éste.

Para iniciar el nado, el atleta debe realizar un impulso en el medio con su cuerpo, es decir, debe realizar una fuerza para ejercer un trabajo sobre su propia masa y así provocar un movimiento, ya sea rectilíneo o variado, a partir de este podrá desplazarse por el agua, sin embargo, esto también dependerá de la fuerza de rozamiento ya nombrada, la cual provocará un mayor esfuerzo en el cuerpo, aumentando su energía cinética.

Dado el caso de que el nadador decida acelerar, deberemos tener el cuenta la velocidad a la cual el objeto está yendo y cómo aumenta a lo largo del tiempo y espacio recorrido. Supongamos que el nadador comienza con una velocidad de 0m/s, pero al recorrer 15 metros en 10 segundos el cuerpo de este atleta habrá alcanzado una velocidad de 30m/s y una aceleración de 3m/s², a partir de las siguientes ecuaciones:

vf = v

0 + a.t e = v

0.t + a.t ²/2

30m/s = 0 + a.10s e = 0m/s.10s + 3m/s².10s²/2

30m/s = a.10s e = 3m/s².10s²/2

a = (30m/s)/10s e = 30m/2

a = 3m/s² e = 15m

La primera ley de Newton o ley de la Inercia dice que todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él. La resistencia es una fuerza con la mima dirección y sentido contrario al avance, de manera que dificulta o impide el desplazamiento de un cuerpo en el agua. Cuando el nadador se desplaza en el agua aparecen tres tipos de resistencias: Resistencia de forma, Resistencia por oleaje y resistencia por fricción. Su valor es dependiente de la cantidad de superficie en contacto con el agua, de la viscosidad del agua , del coeficiente de la fricción de la piel, pelo y bañador y de la velocidad del nado.

La segunda ley también conocida como ley de la Fuerza dice que el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

La tercera ley también es conocida como la ley de acción y reacción, en ésta se dice que con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto. Y ya aplicada a nuestro deporte podemos decir que al aplicar una fuerza, doto al agua de cierta Inercia y da una fuerza no de igual magnitud y sentido contrario. De este modo si se hace una fuerza hacia abajo, el agua devuelve otra hacia arriba, se tiende a elevar y si la aplicase hacia arriba se hundiría aún mas. Empujar el agua siempre hacia atrás, hace que pueda avanzar. Si observamos un buen nadador lo vemos más elevado porque propulsa de forma adecuada y del mismo modo su velocidad media es más alta.