10.º gradoRuta de edumaterial
Qué vas a aprender
- Aplicar el modelo científico comprobando condiciones, magnitudes y relaciones del caso.
- Evaluar una conclusión, proponer un contraste y comunicar límites de la evidencia.
Antes de empezar
- Leer registros y comparar magnitudes con unidades comunes.
- En un marco inercial, suma las fuerzas con sus sentidos y aplica F neta = m·a. Velocidad y aceleración son distintas: una fuerza opuesta al movimiento reduce inicialmente la rapidez. En los casos rectilíneos la masa es constante.
Qué fuerzas explican un cambio
Para explicar el movimiento elegimos primero el cuerpo o conjunto. Su diagrama incluye fuerzas que recibe, con agentes y sentidos. Sumar flechas que pertenecen a receptores distintos no da su resultante.
En un marco inercial y con masa constante, F neta = m·a. Una velocidad no nula puede mantenerse sin fuerza neta. Si la aceleración se opone al avance, la rapidez disminuye antes de detenerse.
Una interacción genera fuerzas de igual módulo sobre cuerpos diferentes. No se anulan dentro del diagrama de uno solo. La misma interacción puede producir aceleraciones diferentes porque las masas o las otras fuerzas difieren.
- Fuerza resultante
- Suma vectorial de las fuerzas externas que recibe el sistema elegido. Se distingue de cada interacción por separado: elegir un eje y asignar signos permite conservar sentidos.
Relaciona el modelo con el registro
- Dibuja las fuerzas sobre un mismo receptor y fija un eje.
- Resta o suma componentes con signo y divide la resultante por la masa.
- Integra el cambio durante el intervalo y comprueba si cambia el sentido del movimiento.
Un caso resuelto
Un carro de 6 kg avanza al norte. Recibe 26 N al norte y 8 N al sur. ¿Qué cambio de velocidad se predice en 2 s?
- La resultante es 18 N al norte.
- La aceleración es 18/6 = 3 m/s².
- En 2 s cambia su velocidad 6 m/s al norte.
Aumenta su componente norte en 6 m/s, sin deducir la velocidad final si falta la inicial.
Una inferencia que hay que revisar
Dos flechas contrarias de igual tamaño tienen que anularse en cualquier diagrama.
Solo se suman en ese diagrama fuerzas sobre el sistema elegido.
La corrección conserva las condiciones del modelo y distingue lo medido de lo inferido.
- Para explicar el movimiento elegimos primero el cuerpo o conjunto. Su diagrama incluye fuerzas que recibe, con agentes y sentidos. Sumar flechas que pertenecen a receptores distintos no da su resultante.
- Solo se suman en ese diagrama fuerzas sobre el sistema elegido.
Compruébalo ahora
Un carro de 8 kg avanza a 11 m/s al este. Tracción de 10 N al este y resistencia de 26 N al oeste duran 3 s. Calcula rapidez final y explica si se invirtió el movimiento.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Resultante −16 N, aceleración −2 m/s² y velocidad 5 m/s al este. Aún no se invirtió.
Se necesita combinar resultante, masa y cambio temporal, conservando signo.
Dos carros de 3 y 9 kg se empujan sin otras fuerzas horizontales. El primero acelera 4 m/s². Calcula la interacción y aceleración del segundo; explica por qué sus fuerzas no se cancelan en cada carro.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Interacción 12 N; el segundo acelera 4/3 m/s² en sentido opuesto. Cada fuerza actúa en un receptor diferente.
Se distingue fuerza compartida de respuesta dinámica.
Un ensayo con motor nuevo acelera más, pero transporta menos carga y usa piso distinto. Propón un contraste para aislar el motor y explica los dos factores competidores.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Usaría igual masa y superficie, cambiando solo motor; carga y fricción pueden modificar aceleración aunque no cambie la tracción.
Nombrar control no basta si sus condiciones también cambian.
Una caja está quieta y dos lecturas horizontales dan 17 N al norte y 12 N al sur. Un informe declara equilibrio. Da dos explicaciones compatibles con la discrepancia y qué medirías.
Ver solución explicada
Respuesta: Criterios: responder todas las partes con sus condiciones y unidades; se aceptan redacciones equivalentes. Modelo: Puede faltar una fuerza de 5 N al sur o existir error de medición; inventariaría contactos y calibraría sensores. Reposo instantáneo tampoco acredita aceleración nula.
No se inventa una causa única cuando el registro permite varias.
Alineación curricular y fuentes
- Colombia: 10.º; selección parcial indicada en DOSSIER-MEN. EBC por banda 10–11 cuando corresponde, con secuenciación editorial. · Derechos Básicos de Aprendizaje: Ciencias Naturales, V.1
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