Exemples d'exercicis de treball i energia mecànica

Ací hi ha tres exemples de conservació de l'energia mecànica:

Energia mecànica

El vídeo següent explica el principi de conservació de l'energia mecànica i introdueix els conceptes de forces conservatives i forces no conservatives.

En el següent vídeo pots veure un joguet on hi ha diferents transformacions d'energia.

Treball mecànic

Aquest vídeo explica el que has de saber aquest curs sobre que és el treball mecànic. també introdueix el concepte de potència.

Objectiu 12 física

Aquest objectiu diu:

Classificar en conservatives i no conservatives, les forces que intervenen en un supòsit teòric, per a justificar les transformacions energètiques que es produïxen i la seua relació amb el treball.

Aquest objectiu implica:

- Classificar les forces en conservatives i no conservatives.
- Aplicar el principi de conservació de l'energia quan hi ha forces conservatives i quan no hi ha.

Objectiu 11 física

Aquest objectiu diu:

Aplicar el principi de conservació de l’energia per a resoldre problemes mecànics i determinar valors de velocitat i posició, així com d’energia cinètica i potencial i relacionar el treball que realitza una força sobre un cos amb la variació de la seua energia cinètica.

Aquest objectiu implica:

- Conéixer els conceptes d'energia cinètica, energia potencial, treball mecànic.
- Aplicar el principi de conservació de l'energia mecànica per a resoldre problemes mecànics.

Exemple d'exercici de la conservació de la quantitat de moviment

En el vídeo següent tens un exemple d'exercici de la conservació de la quantitat de moviment.

Principi de conservació de la quantitat de moviment

El vídeo següent introdueix el principi de conservació de la quantitat de moviment i el que són xocs elàstics i inelàstics.

El vídeo es basa en la següent presentació:

Quantitat de moviment. Impuls mecànic

El vídeo següent introdueix els conceptes de quantitat de moviment i d'impuls mecànic.

3r examen de física

Té dos parts.

1a part: 20-5.

Hi ha 5 preguntes: 1 de l'objectiu 5 de física, 1 de l'objectiu 6 de física, 1 de l'objectiu 8 de física, 1 de l'objectiu 9 de física, 1 de l'objectiu 10 de física. En les 5 preguntes hi ha que fer càlculs, però algunes poden tindre alguna pregunta sense càlculs. Algunes de les qüestions proposades són exercicis molt curts. El valor de les 5 preguntes és de 4,25 punts i hi ha 0,75 punts de nota de treball.

2a part: 3-6.

Hi ha 5 preguntes: 4 són dels objectius 1, 2, 3, 4 i 7 de física (no eixiran de tots els objectius i pot eixir més d'una d'un objectiu) i hi ha una pregunta dels objectius 11 i 12. Totes les preguntes excepte una inclouen càlculs numèrics. Això no vol dir que no s'haja de raonar en aquestes preguntes. El valor de les 5 preguntes és de 4,25 punts i hi ha 0,75 punts de nota de treball.

Experiment per calcular la constant elàstica d'un moll

Mètode estàtic.

Grup de Dana.

Ajustant els punts per mínims quadrats es té:

En l'eix d'abscisses es representa l'elongació en cm i en l'eix d'ordenades la força elàstica en N.

El pendent que s'obté, que és la constant elàstica del moll és: 0,49 N/cm i el coeficient de correlació és de 0,95 (un coeficient de correlació significaria que els punts s'ajusten completament a una recta).

Grup d'Ana.

Ajustant els punts per mínims quadrats s'obté:
k=0,56 N/cm i un coeficient de regressió de 0,997 que és molt bo.

Grup de Ferran.

Ajustant els punts per mínims quadrats s'obté:
k=1,29 N/cm i un coeficient de regressió de 0,989 que és molt bo.

Mètode dinàmic.

Ajustant els punts per mínims quadrats s'obté:

pendent=4,89 i un coeficient de regressió de 0,983. Es representa en l'eix d'abscisses la massa i en l'eix d'ordenades el període al quadrat.

Per calcular la constant elàstica del moll s'utilitza l'expressió:


I s'obté:
k=8,07 N/m=807 N/cm

Objectiu 10 física

Aquest objectiu diu:

Aplicar el principi de conservació del moment lineal a sistemes de dos cossos per a predir el seu moviment a partir de les condicions inicials i relacionar l’impuls mecànic i el moment lineal.

Això implica:

- Conéixer el principi de conservació de la quantitat de moviment.
- Entendre que són forces internes i externes sobre un sistema de partícules.
- fer exercicis que impliquen el principi de conservació de la quantitat de moviment entre dos cossos i justificar perquè es pot aplicar.
- Conéixer que és l'impuls mecànic.
- Saber el teorema de l'impuls i entendre algun cas pràctic en que siga aplicable.

Exercici dinàmica de moviment curvilini (cas d'un pèndol)

En el vídeo següent tens un exemple de com s'aplica la segona llei de Newton si el cos segueix una trajectòria curvilínia, en aquest cas un tenim el cas d'un pèndol.

Objectiu 9 física

Aquest objectiu diu:

Aplicar el concepte de força centrípeta per a resoldre i interpretar casos de mòbils en corbes i en trajectòries circulars.

Aquest objectiu implica:

- Aplicar la segona llei de Newton a moviment circulars.
- Aplicar la segona llei de Newton en el cas del pèndol.

Llei de Hooke

Quan es desplaça un moll de la seua posició d'equilibri apareix una força recuperadora que intenta porta al moll a la posició d'equilibri. Aquesta llei es pot expressar matemàticament si l'objecte es mou en l'eix de les x per l'expressió:

F=-K·x  

on F és la força que actua sobre el moll, K és la constant elàstica del moll que per a cada moll es pot determinar experimentalment i x és l'elongació (el que s'estira el moll).

En l'enllaç hi ha una simulació d'un dels experiments que es pot fer per determinar la constant elàstica d'un moll. Aquest mètode s'anomena mètode estàtic i està explicat pas per pas en el vídeo de la pàgina d'aquest enllaç.

Quan es fa aquest experiment per ajustar els punts a una recta i determinar la constant s'ha de fer un ajust per mínims quadrats i el pendent de la recta que s'obté és la constant elàstica del moll. Per ajustar una recta per mínims quadrats es pot utilitzar l'aplicació de l'enllaç.

Un altre mètode per determinar la constant elàstica d'un moll és l'anomenat mètode dinàmic explicat en l'enllaç.

Objectiu 8 física

Aquest objectiu diu el següent:

Determinar experimentalment la constant elàstica d’un ressort aplicant la llei de Hooke i calcular la freqüència d’oscil·lació d’un moviment harmònic simple (M.H.S.) relacionant-la amb el desplaçament.

Aquest objectiu implica:

- Conéixer la llei de Hooke.
- Saber determinar la constant elèstica d'un moll.
- Calcular la freqüència d'oscil·lació d'un MHS i relacionar-la amb el desplaçament.

Més exercicis de dinàmica solucionats

En l'excel·lent pàgina Catfísica del professor Josep M. Doménech hi ha 4 exercicis més de dinàmica solucionats i estan en flash, resolts pas per pas, cosa que els fa molt atractius i fàcils d'entendre.

Idees bàsiques de dinàmica

Exercicis cossos lligats

El primer vídeos dels següents explica com afrontar exercicis de cossos lligats. Els dos vídeos següent són exercicis de cossos lligats resolts.

2n examen de física

El 2n examen de física serà els dies 28 i 29 d'Abril.

Dia 28 Abril.

Hi ha 3 preguntes. Un exercici de dinàmica (objectiu 7), un exercici o una qüestió de MHS (objectiu 6) i una pregunta, exercici o qüestió dels objectius 1, 2 i 3.

Dia 29 Abril.

Hi ha 3 preguntes. Un exercici de dinàmica (objectiu 7), un exercici o una qüestió de moviment circular (objectiu 5) i una pregunta, exercici o qüestió de composició de moviments (objectiu 4).

Exercicis dinàmica

En els tres vídeos següents hi ha resolts 3 vídeos de dinàmica:

Vídeos per aprendre a fer exercicis de dinàmica 2

En aquesta entrada hi ha dos vídeos que són útils per aprendre a resoldre exercicis de cinemàtica. El primer tracta sobre la trigonometria que es necessita per fer exercicis de dinàmica i el segon sobre el pes i la normal. Atenció que la normal no sempre és igual al pes i aixo és una de les majors causes d'error en aquest tipus d'exercicis.

Vídeos per aprendre a fer exercicis de dinàmica 1

Ací tens dos vídeos per aprendre a fer exercicis de dinàmica. El primer indica quin són els passos a seguir per fer exercicis de dinàmica i el segon explica com afrontar exercicis de plans inclinats.

Les Lleis de Newton explicades en l'espai

Ací hi ha dos vídeos de l'Agència Espacial Europea que explica molt bé les Lleis de Newton:

Si creus que és millor veure aquests vídeos en anglés:

3a Llei de Newton

El següent vídeo explica la 3a llei de Newton.

2a Llei de Newton

El vídeo següent explica la segona llei de Newton:

1a Llei de Newton

El següent vídeo explica la primera llei de Newton.

Molt relacionat amb la primera llei de Newton està el concepte d'equilibri, del que es pot entendre més després de veure aquest vídeo:

També molt important per entendre la primera llei de Newton és el concepte d'inèrcia, que explica el vídeo següent:

Objectiu 7 física

L'objectiu 7 de física diu el següent:

Representar totes les forces que actuen sobre un cos per a obtindre la resultant i aplicar les lleis de Newton per a resoldre supòsits en què apareguen forces de fregament en plans horitzontals o inclinats, amb cossos solitaris o amb diversos cossos units per mitjà de cordes tenses i corrioles.

Això implica el següent:

- Conéixer els principals tipus de forces mecàniques que actuen sobre un cos: pes, normal, fregament, tensió, força elàstica.
- Saber calcular la resultant de les forces sobre un cos o sobre un sistema de cossos lligats i calcular l'acceleració del sistema.
- Conéixer les lleis de Newton.

Moviment harmònic simple (MHS)

El moviment harmònic simple (MHS) és un exemple de moviment periòdic. Un moviment periòdic és aquell en que les magnituds que defineixen el sistema, com poden ser per exemple la posició i la velocitat, es repeteixen al llarg del temps. En el cas del MHS una partícula es mou, sense que aparega fricció, deguda a l'acció d'un força recuperadora que és directament proporcional a la posició (Si fóra en l'eix x, la força seria del tipus F=-K·x, on K és una constant). Aquest tipus de força recuperadora fa que la partícula passe cada cert interval de temps per la mateixa posició i això fa que el MHS puga ser representat per una funció sinusoïdal (un sinus o un cosinus). Per veure que un moviment harmònic simple es representa amb una formulació sinusoïdal és interessant veure el següent vídeo (que hi ha que veure en youtube i no en aquesta pàgina) on es veu que un esprai que efectua un MHS pinta una cinta de paper en moviment.

En aquesta imatge de domini públic es pot veure un MHS.

De la imatge es pot veure que el moviment és periòdic i que sempre es mourà des d'una posició màxima a una mínima. Aquesta posició màxima s'anomena amplitud (A). També és interessant veure de la segona imatge que el moviment harmònic simple es pot descriure com la projecció en una dimensió del moviment circular uniforme. Per entendre això és interessant veure la pàgina Física y química en flash.

Per per entendre millor que és l'amplitud i les altres magnituds que defineixen el MHS el millor es saber que la seua posició es pot posar com:

on A és la amplitud. En el cas del dibuix de dalt que hi ha un cos lligat a un pèndol, l'amplitud representa l'elongació màxima del moll. La seua unitat en el SI és el metre (m).

és la freqüencia angular. El MHS es pot representar com la projecció d'un moviment circular uniforme en una dimensió i la freqüència angular seria la rapidesa angular d'aquest moviment. La seua unitat en el SI és rad/s.

 és la fase. És l'angle del MCU que es projecta sobre una línia que representa l'estat de vibració de la partícula.La seua unitat en el SI és el rad.
és la fase inicial. És l'angle inicial del MCU que es projecta sobre una línia que representa l'estat de vibració de la partículaLa seua unitat en el SI és el rad.

També és interessant conéixer que és el període i la freqüència en el MHS.

El període (T) és el temps que tarda en fer una oscil·lació completa.

La freqüència (f) ens indica el nombre d'oscil·lacions per segon del mòbil que efectua un MHS.

La velocitat del mòbil que efectua el MHS s'obté derivant la posició respecte al temps i s'obté:



Si es deriva la velocitat respecte al temps s'obté l'acceleració de la partícula que efectua el MHS.



En la simulació enllaçada es pot veure com varia la posició, la velocitat i l'acceleració quan un cos està unit a un moll i aquest cos efectua un MHS.

Un bon recurs per entendre el MHS és aquesta pàgina de fisicalab.

Objectiu 6 física

Aquest objectiu diu:

Dissenyar experiències que posen de manifest el moviment harmònic simple (MHS) per a determinar les magnituds involucrades, interpretant el significat físic dels paràmetres que apareixen en les seues equacions i aplicar estes equacions per a determinar les magnituds característiques, realitzant i interpretant representacions gràfiques.

Açò implica:

- Entendre el concepte de MHS.
- Saber aplicar les equacions del MHS i entendre cada membre de l'equació.
- Saber representar gràficament les magnituds del MHS.
- Dissenyar experiències que posen de manifest el MHS.

Diari de física. Setmana 8

En la setmana 8, que en realitat han sigut dos setmanes curtes degudes a les festes de Falles i Pasqua, s'han treballat exercicis de moviment circular uniformement accelerat. En el exercicis que s'han fet s'ha intentat analitzar l'enunciat i els passos que s'han de seguir per resoldre un exercici de cinemàtica perquè era el major problema que fins ara tenia la major part de l'alumnat. També s'ha intentat posar de manifest la importància que tenen les equacions de moviment per resoldre exercicis de cinemàtica.

Diari de física. Setmana 7.

La setmana 7 de física va començar introduint l'objectiu 5 de física que fa referència al moviment circular. En primer lloc es van introduir les magnituds bàsiques que defineixen aquest moviment i després es va passar a analitzar les característiques del MCU i del MCUA.

Els dos últims dies de classe van estar dedicats a realitzar la primera prova escrita de física.

Exercicis moviment circular 2

En els dos vídeos següents hi ha 2 exercicis solucionats de MCUA.

Exercicis moviment circular 1

En el vídeo següent hi ha un exemple d'exercici de MCU.

En aquest vídeo hi ha un exercici que combina el MCU i el MCUA.

MCUA (moviment circular uniformement accelerat)

El vídeo següent explica les principals característiques del MCUA (moviment circular uniformement accelerat)

La presentació en la que es basa el vídeo és la següent:



És interessant veure en l'animació enllaçada com varien les acceleracions tangencial i normal en el MCUA.

Diari de física. Setmana 6.

La setmana va començar treballant els exercicis de tir parabòlic. Hi ha molta gent que no els acabava de tindre clars i en l'enllaç hi ha una guia de com afrontar aquest tipus d'exercicis.

La segona classe va estar preparada a analitzar el repte , que es va dur a terme l'última classe de la setmana i que sense dubte va ser una de les activitats més entretingudes del que porten de curs. Per això cada grup va fer alguns exercicis de tir parabòlic, va analitzar el que hauria de mesurar en l'última classe de la setmana i els dubtes que tindria. Va quedar clar que és molt diferent mesurar per exemple angles que fer un exercici tipus.

En la tercera classe de la setmana es va començar amb l'objectiu 5, que està referit al moviment circular. En primer lloc es van definir les magnituds amb que es pot descriure el moviment circular  i després es va introduir el moviment circular uniforme (MCU). 

MCU (Moviment Circular Uniforme)

Ací tens un vídeo que explica les principals característiques del MCU.

Ací tens la presentació en que es basa el vídeo.



Molt interessants són les animacions d'Educaplus. La primera sobre el MCU, la segona sobre la rapidesa angular, la tercera sobre el període i la freqüència i la quarta sobre la comparativa entre un moviment que és un MCU i un que no ho és.

Qüestió de tir parabòlic

Es llancen dos mòbils des de terra amb la mateixa rapidesa incial, un formant un angle de 30º amb l'horitzontal i l'altre formant un angle de 60º amb l'horitzontal. Quin dels dos arriba abans a terra? Qui té un major abast?

La solució es pot veure en l'animació enllaçada.

Magnituds que defineixen el moviment circular

El vídeo següent explica les magnituds bàsiques que es necessiten per descriure el moviment circular.

El vídeo està basat en la següent presentació:


La primera magnitud important per definir el moviment circular és l'angle. En l'enllaç tens la definició de l'angle i de la unitat que s'utilitza per mesurar angles en el sistema internacional d'unitats (el radiant). També és interessant visitar aquesta animació on pots veure la definició de radiant.

També és interessant estudiar la velocitat angular i l'acceleració angular.

Objectiu 5 física

Aquest objectiu diu:

Relacionar les magnituds lineals i angulars per a establir les equacions corresponents i resoldre casos pràctics.

Aquest objectiu implica:

- Definició de les magnituds angulars (angle, velocitat angular, acceleració angular).
- Saber relacionar magnituds angulars amb lineals.
- Estudi del MCU. Saber resoldre qüestions i exercicis referides a aquest tipus de moviment.
-  Estudi del MCUA. Saber resoldre qüestions i exercicis referides a aquest tipus de moviment.

Sobre el valor de l'acceleració de la gravetat

En els exercicis de caiguda lliure sempre es considera que estem a prop de la superfície de la Terra i per això es pot considerar constant l'acceleració de la gravetat (els famosos -9,8 m/s2). Realment el valor de l'acceleració de la gravetat no és constant, varia en funció de la massa del planeta on es trobe un objecte, de la distància al centre del planeta i de la constant de la gravitació universal. En cada planeta tindria un valor i en 2n de batxillerat es parla molt més sobre açò, però per què no jugar ara un poc amb els diferents valors de la gravetat i jugar amb l'animació enllaçada que permet veure el que saltaria una persona o un cangur en molts planetes i comparar-ho amb la Terra?

Guia de com fer un exercici de composició de moviments

En la presentació següent s'analitza com fer un exercici de composició de moviments a partir de l'anàlisi d'un exercici de tir parabòlic, però això valdria per a qualsevol tipus d'exercici de cinemàtica.

Velocitat relativa

Imagina que un cotxe circula amb una velocitat de 100 km/h i llança una pilota amb la mateixa rapidesa en la mateixa direcció i sentit contrari. Per a un espectador que està fora del cotxe la velocitat de la pilota hauria de ser zero. Passarà això? Mira el següents vídeos per veure com es compleixen les lleis de la física.

Equacions de moviment

En física una equació de moviment és una formulació matemàtica que ens dóna com varia una determinada magnitud al llarg del temps. En aquest curs, en cinemàtica del moviment rectilini, hi ha que saber escriure les equacions de moviment del MRU i el MRUA.

Equació de moviment en el MRU.

En el moviment rectilini uniforme l'única equació de moviment és la de la posició. I és aquesta:



En el cas particular que la posició inicial és 2 m, la velocitat 3 m/s i el t=2 s l'equació de moviment és:

x=2+3·(t-0)=2+3·t

Aquesta seria l'equació de moviment i aquesta permet calcular el valor de la posició per a cada instant de temps. Per exemple per a t=1 s, x=2+3·1=5 m.

Equacions de moviment del MRUA.

En el MRUA com la posició i la velocitat varien en el temps les equacions de moviment ens indiquen com varia la posició i la velocitat en cada instant. Això implica que hi ha dos equacions de moviment, una per a la posició i una altra per a la velocitat.

Si suposem que el moviment es produeix en la vertical, aleshores:





Si suposem el cas particular que la posició inicial és 0 m, la velocitat inicial és de 20 m/s, l'acceleració de -9,8 m/s2 i el temps inicial de 0 s tenim:




v=20-9,8·t

Aquestes serien les equacions de moviment. En el cas particular de t=0 s

y=0m , v=20-9,8·0=20 m/s

Diari de física. Setmana 5.

La setmana va començar amb una anàlisi de com fer  exercicis de tir horitzontal. La segona classe de la setmana va estar dedicada a fer qüestions dels 4 objectius de física. A aquesta classe no va assistir la major part de la classe perquè estava d'excursió.

Després va ser el torn d'analitzar el tir parabòlic. En primer lloc es va fer una anàlisi més teòric i després, en l'última classe de la setmana es van practicar alguns exercicis.

Durant aquest setmana es van utilitzar uns minuts de les dos últimes classes de la setmana per preparar el repte que tindrà lloc en la classe del 4-3, on hi haurà que mesurar la rapidesa d'eixida d'un projectil.

L'estudi del moviment té múltiples aplicacions

En 1r de batxillerat s'estudien alguns moviments i es modelitzen matemàticament, però estudiar moviments pot tindre moltes aplicacions i pot ser molt complex. En el vídeo següent hi ha una xerrada TED en anglés subtitulada en castellà que parla de la importància que hui en dia té l'estudi del moviment dels jugadors en la NBA. Ja no hi ha cap equip que pot viure sense aquest tipus d'anàlisi. Un vídeo realment interessant.

El tirador i el mono

Imagina que hi ha un tirador i un mono com en el vídeo. Sempre que el tirador apunta al mono i aquest es deixa caure en el mateix temps que el tirador dispara li encertarà. Per entendre més aquest fet que en principi pareix sorprenent es pot consultar aquest enllaç a la pàgina The Physics classroom. L'explicació de perquè el això passa es pot consultar en la wikipedia en anglés. És molt interessant mirar aquest vídeo que van gravar al MIT.

La demostració matemàtica completa de perquè això passa es pot veure en el vídeo següent:

Exercicis de tir parabòlic (2)

En la pàgina de professor de Figueres Josep M. Domènech Roca es poden trobar molts exercicis de física fets amb excel·lents animacions flash per entendre millor els exercicis. Són molt interessants els exercicis de tir parabòlic que hi ha en la pàgina Catfísica.

1a prova escrita física

Dia 10-3.

Hi ha 4 qüestions que estan referides als 4 primers objectius d'avaluació. El valor d'aquestes 4 qüestions és de 5 punts. Per contestar aquestes qüestions hi ha que tindre molt clar els conceptes de cinemàtica, hi ha que saber representar gràfiques i interpretar-les, saber operar amb vectors analítica i gràficament, tindre clar tot el referent als vectors posició, desplaçament, velocitat, acceleració i a les components intrínseques de l'acceleració. En alguna d'aquestes qüestions igual hi ha que fer xicotets càlculs matemàtics. Per recordar que hi ha que saber de cada objectiu visita els enllaços següents:

- Objectiu 1 física.
- Objectiu 2 física.
- Objectiu 3 física.
- Objectiu 4 física.

Dia 11-3.

Hi ha tres preguntes referides a l'objectiu 4 de física. Per tant tot l'examen gira al voltant de la composició de moviments i per això és bàsic dominar les principals característiques del MRU i el MRUA. Hi ha un exercici de composició de moviments i dos qüestions referides a aquest punt, una de les quals estarà referida al repte de mesurar la velocitat amb la que ix un projectil.

Mesura de la rapidesa amb que ix un projectil

En la classe del divendres 4-3 hi haurà que mesurar la rapidesa amb que ix un projectil. Per això hi ha que formar 6 grups i preparar un experiment. Es pot utilitzar una simple goma per efectuar el llançament i un paper com a projectil o coses un poc més sofisticades com per exemple una catapulta que es pot construir fàcilment tal com es veu en els vídeos següents:

Una vegada s'ha decidit que es llançarà i com hi ha que passar a dissenyar bé l'experiment:

- Què es va a mesurar?

- Què es necessita per fer les mesures?

- Com fer que l'experiment es puga repetir més d'una vegada en les mateixes condicions?

Hi ha que pensar tot el necessari per poder fer l'estimació de la rapidesa amb que ix el projectil el 5-3.

Anàlisi d'enunciats de tir horitzontal

En l'enllaç hi ha una presentació on es pot analitzar un enunciat d'exercici de tir horitzontal. 

En un segon enllaç hi ha analitzat un altre enunciat de tir horitzontal.

Diari de física. Setmana 4.

Després d'una setmana 3 introductòria era el moment d'estudiar la composició de moviments. La setmana va començar estudiant la composició de dos MRU. Va ser molt útil la simulació d'Educaplus que apareix en l'enllaç a l'entrada del bloc que parla sobre la composició de dos MRU. Després es va fer un exercici de composició de MRU.

A continuació vam passar a estudiar el tir horitzontal. Pareix que la part teòrica va anar bé i van ajudar molt els enllaços que hi ha en l'entrada d'aquest bloc que parla del tir horitzontal. Era el moment de fer exercicis de tir horitzontal i encara que pareixia que al principi s'entenien prou bé hi ha encara dubtes i hi haurà que insistir sobre açò en la setmana 5 de física.

Exemple exercicis tir parabòlic

Ací hi ha dos exemples de tir parabòlic solucionats.

Tir parabòlic

En el tir parabòlic es llança un mòbil cap amunt de manera que la velocitat inicial té components horitzontal i vertical. El primer que hi ha que fer és jugar un poc amb aquest tipus de moviment i per això va molt bé aquesta simulació d'Educaplus.

Aquest moviment és una composició de moviments. És la composició d'un MRU en l'eix x i un MRUA en l'eix y, ja que si es considera menyspreable tot tipus de fregament, no hi ha cap tipus d'acceleració en l'eix de les x i el mòbil només està sotmés a l'acceleració de la gravetat en l'eix y. La teoria d'aquest moviment es pot veure en la pàgina web Física y química en flash.

També és molt interessant visitar l'animació de Physclips (al final de la pàgina enllaçada) on es veu com l'abast varia amb la rapidesa.

Una altra pàgina interessant és aquesta de Teresa Martín i Ana Serrano de la Universitat Politècnica de Madrid.

Exemples exercicis tir horitzontal

Ací hi ha dos vídeos que serveixen com exemples de com resoldre exercicis de tir horitzontal.

Tir horitzontal

Tot el món que ha estudiat física ha contestat la següent pregunta: Quin objecte arriba abans a terra si es deixen caure dos objectes que tenen la mateixa massa des d'un certa altura?

La resposta està clara. en absència de fregament els dos arriben al mateix temps a terra. De fet, quan l'home va arribar a la lluna va deixar caure des d'una certa altura una ploma i un martell per veure que els dos arribaven al mateix temps a terra, cosa que no passa en la Terra degut al fregament. En la pàgina enllaçada de Physclips pots veure alguns experiments de que passa quan es deixen caure dos objectes des d'una certa altura i s'inclou l'experiment gravat del que va passar en la Lluna.

Però, que passa si es deixa caure un dels mòbils i a l'altre se li dóna una certa velocitat horitzontal? La resposta la pots veure en la següent simulació, on està clar que no hi ha cap tipus de fregament.

Si algú pensa que la simulació està malament el millor es veure açò mateix gravat de manera que es puga comprovar fotograma a fotograma. En el vídeo que apareix en la pàgina enllaçada de Physclips on diu The independence of vertical and horitzontal motion pots veure com dos objectes que es llancen amb diferent velocitat horitzontal arriben al mateix temps a terra. això és perquè els objectes només estan accelerats en l'eix y. De fet, el moviment que efectuen és un composició de moviments, de manera que en l'eix x el mòbil experiment un MRU i en l'eix y un MRUA.

Composició de 2 MRU

L'exemple més característic en física de composició de dos MRU és la d'un vaixell que travessa un riu. Per veure que passa és molt interessat jugar un poc amb l'animació d'Educaplus.

En l'exercici més característic de composició de MRU les velocitats de la corrent i el vaixell són perpendiculars i el resultat és un altre MRU que és composició dels dos anteriors com es pot veure en la simulació.

Examen per pujar nota de química

Ací està l'enllaç a l'examen per pujar nota de química.

Ací està l'enllaç a la solució de l'examen per pujar nota de química.

Composició de moviments

Hi ha moviments que pareixen complexos, però són simplement la suma de dos moviments molt simples. En el següent vídeo està explicat quines composicions de moviments s'estudien en 1r de batxillerat.

Ací està lenllaçada la presentació en que es basa el vídeo.

Per entendre millor la composició de moviments i veure algunes animacions és recomanable visitar la pàgina enllaçada de Física i Química en Flash.

MRUA

El vídeo següent explica les principals característiques del moviment rectilini uniformement accelerat (MRUA).

Un molt bon resum interactiu sobre aquest tipus de moviment es pot veure en la pàgina de Física y Química en Flash enllaçada. 

També és una molt interessant per analitzar les gràfiques del MRUA visitar l'animació del professor David Harrison de la Universitat de Toronto.

Per veure les diferències entre les gràfiques del MRU i del MRUA són molt interessants les animacions de la pàgina enllaçada de Physclips.

El vídeo següent mostra com plantejar i resoldre un exercici de MRUA.

MRU

El vídeo següent explica les característiques principals del moviment rectilini uniforme (MRU).

Per veure com és la gràfica posició-temps d'un MRU és molt interessant visitar l'animació enllaçada d'Educaplus. també molt interessant per veure com són les gràfiques posició-temps i velocitat-temps visitar la pàgina Física y Química en Flash. També és interessant veure l'animació enllaçada on hi ha dos mòbils que efectuen un MRU i es mouen en sentit contrari. Després de veure l'animació ha de quedar clar que el pendent de la gràfica posició-temps és la velocitat.

Quan un objecte cau en les rodalies de la terra i està afectat pel fregament acaba caient amb un MRU. És molt recomanable llegir l'entrada sobre velocitat límit del bloc Històries de la Ciència.

En el vídeo següent hi ha explicat un exercici característic de MRU.

Objectiu 4 física

Aquest objectiu diu:

Establir les equacions que descriuen moviments compostos per a calcular el valor de les magnituds característiques i resoldre problemes relatius a la composició de moviments per descomposició en dos moviments rectilinis.

Açò implica:

- Entendre la independència dels moviments en les composicions de moviments.
- Saber resoldre exercicis i qüestions relatives a la composició de dos MRU.
- Saber resoldre exercicis i qüestions relatives a la composició d'un MRU i un MRUA (Tir horitzontal i parabòlic).

Diari física. Setmana 2.

La setmana va començar fent alguns exercicis per consolidar el que s'havia aprés en la primera setmana de física. Es va insistir en aquestos exercicis en la notació per escriure la posició d'un mòbil, en representar les posicions en coordenades cartesianes i en saber calcular el desplaçament d'un mòbil tant gràfica com analíticament. També en diferenciar el desplaçament de l'espai recorregut.

El següent que vam fer va ser analitzar l'objectiu 2 de física. El primer que hi havia que fer era definir la velocitat, la mitjana i la instantània, i la rapidesa. Per això és molt recomanable mirar el vídeo de l'entrada enllaçada i les pàgines enllaçades en aquesta entrada. També és bàsic saber que el vector velocitat instantània és sempre tangent a la trajectòria, per això res millor que recordar sempre un xicotet experiment amb una copa i una bala.

Una de les coses que més va costar d'entendre de la velocitat és que al ser un vector, la velocitat variarà quan varia el seu mòdul o quan varia la seua direcció. Tot el món té clar que varia amb el seu mòdul i costa més entendre que hi ha variacions de la velocitat quan varia la seua direcció, però és bàsic entendre això.

Després es va definir l'acceleració i és interessant llegir l'entrada enllaçada i visitar els enllaços d'aquesta entrada. Una vegada definida l'acceleració mitjana i la instantània era interessant analitzar que es té acceleració si es varia el mòdul de la velocitat o la direcció del vector velocitat. A partir d'ací s'analitza el sistema de coordenades intrínsec i es defineixen les acceleraccions normals i tangencial (objectiu 3 de física). És interessant veure el vídeo de l'enllaç i és bàsic per entendre perquè existeix l'acceleració normal és veure la simulació que hi ha baix del vídeo. Una vegada s'ha entés el concepte d'acceleració normal i tangencial hi ha que analitzar com a partir d'elles es pot classificar el tipus de moviments. Per això només hi ha que veure l'enllaç a la pàgina Fisicalab i l'esquema de la part final de l'entrada enllaçada.

I si encara hi ha més ganes i temps de veure que és l'acceleració tangencial i normal es pot visitar aquesta pàgina de la Física i Química en Flash.

Una altra aplicació per veure els vectors velocitat i acceleració representats és la de la televisió pública dels Estats Units, la PBS.

Components intrínseques de l'acceleracció

Aquest vídeo explica les components intrínseques de l'acceleració:

Per veure d'on ix la fórmula de l'acceleració centrípeta hi ha que analitzar atentament la simulació enllaçada.

L'acceleració normal i tangencial permeten classificar els tipus de moviment tal com es veu en la pàgina enllaçada de Fisicalab.

Respecte als moviments que s'estudien 1r de batxillerat ací hi ha un mapa mental que explica com es classifiquen els moviments que s'estudien en aquest curs a partir de les components intrínseques de l'acceleració.

Mapa Mental creado con GoConqr por aurelisanchezalm

Objectiu 3 física

Aquest objectiu diu:

Analitzar les components intrínseques de l’acceleració en distints casos pràctics i aplicar les seues equacions per a determinar el seu valor.

Això implica:

- Entendre el sistema intrínsec de coordenades.
- Tindre clars els conceptes d'acceleració tangencial i normal.
- Saber analitzar quan apareix l'acceleració normal i l'angular.
- Calcular numèricament les velocitats angular i normal.

Acceleració

L'acceleració és una magnitud vectorial que ens indica com varia la velocitat al llarg del temps. Es pot definir l'acceleració mitjana i l'acceleració instantània igual que es definia la velocitat mitjana i la velocitat instantània. Per saber tot el necessari respecte aquesta magnitud visita les pàgines de la Física y Química en Flash i la pàgina d'Educaplus dedicada a l'acceleració.

La direcció del vector velocitat

Després de mirar l'experiment següent, saps com és la direcció del vector velocitat?

Velocitat i rapidesa

El vídeo següent explica les diferències entre la valeocitat i la rapidesa.

Després de veure aquest vídeo és molt interessant visitar la pàgina de Física Y Química en Flash dedicada a la cinemàtica.

També és molt interessant visitar la pàgina d'Educaplus on parla de velocitat.

Objectiu 2 física

Aquest objectiu diu el següent:

Obtindre les equacions que descriuen la velocitat i acceleració d’un cos a partir de l’expressió del vector de posició en funció del temps i aplicar-les per a resoldre exercicis pràctics de cinemàtica en dos dimensions (moviment d’un cos en un pla), interpretant les gràfiques corresponents.

Açò implica:

- Definir la velocitat mitjana i instantània d'un cos.
- Saber calcular la velocitat a partir del desplaçament.
- Definir l'acceleració mitjana i instantània d'un cos.
- Saber calcular l'acceleració mitjana i la instantània a partir de la velocitat.
- Interpretar gràfiques v-t i a-t.

Diari física. Setmana 1

Aquest és el resum de la primera setmana de física.

El primer que s'intenta en aquest curs en la part de física és assolir l'objectiu número 1. Per això hi havia que començar a parlar de moviment relatiu i definir el que és un sistema de referència inercial (SRI). Per recordar els fets més importants dels sistemes de referència inercials i no inercials és llegir l'entrada enllaçada i veure el vídeo que hi ha al final.

Una vegada definits els SRI ja estem posats de ple en la cinemàtica, que és la part de la física que estudia el moviment sense entrar a considerar les causes que produeixen el moviment. El que hi ha que fer ara és tindre clars els conceptes de trajectòria, vector posició i vector desplaçament. Per això res millor que llegir la pàgina enllaçada de la magnífica web Física y química en Flash.

Una de les primeres coses que hi ha que adonar-se quan s'està en física és que hi ha dos tipus de magnituds, les escalars i les vectorials i per entendre millor açò cal visitar la pàgina enllaçada del Ministeri d'Educació. 

Sobre els vectors és molt interessant jugar un poc amb les animacions del professor David Harrison sobre vectors. Especialment recomanable per entendre la notació que s'utilitza en física, que és un poc diferent a la que s'utilitza en matemàtiques és jugar amb l'animació sobre vectors unitaris, on es veu molt bé com calcular el mòdul d'un vector.

Per acabar tot el que s'acaba de veure és interessant visitar la pàgina Educaplus en l'apartat de cinemàtica i navegar a partir del menú que hi ha a la part esquerra de la pàgina pels apartats: què és el moviment?, Escalars i vectors, Components d'uns vectors, Suma de vectors, Posició del punt, Vector de posició, Distància i desplaçament. 

Per acabar d'entendre les diferències sobre espai recorregut i desplaçament res millor que visitar l'entrada d'aquest bloc enllaçat i mirar el vídeo que hi ha en ella i anar a l'animació de la que trobaràs l'enllaç.

I després de tot açò, encara hi ha dubtes del que s'ha vist en la setmana 1 de física? Si és així, que comence el debat.

Vectors

En física s'utilitzen molt els vectors. Una pàgina on explica molt bé que són els vectors i les seues característiques principals és l'enllaçada. És molt recomanable la visita a aquesta pàgina.

En  aquest enllaç hi ha una altra pàgina amb la teoria del que hi ha que saber de manera bàsica dels vectors. També és molt interessant visitar la pàgina del professor David M. Harrison sobre vectors.

Per veure com es sumen vectors és interessant la següent animació explicada en anglés.

Desplaçament i espai recorregut

En el vídeo següent s'explica la diferència entre desplaçament i espai recorregut.

A més, ací està enllaçada l'animació que apareix en el vídeo. Està molt bé visitar-la per entendre la diferència entre els dos conceptes.

Animacions de física

Una manera magnífica d'aprendre física és a partir d'animacions. Ací hi ha alguns dels llocs on es poden trobar bones animacions per al que s'estudia en 1r de batxillerat.

Física i química en flash. La pàgina del professor Ramon Flores, a banda de servir de manera magnífica com apunts, també aporta moltes animacions flash. Molt recomanable per aprendre física.

Physclips. Pàgina australiana amb xicotetes animacions i vídeos per aprendre física.

Animacions del professor David Harrison. 80 animacions fetes per un professor de la Universitat de Toronto que ajuden a entendre millor la física.

Applets de Walter-Fendt. La versió en castellà d'aquesta sèrie d'animacions sobre física.

Física i química per secundària i batxillerat. Hi ha una col·lecció de simulacions de física.

Animacions de Don Ion. Algunes molt bones aplicacions fetes per Don Ion.

Simulacions de la Universitat de Boston. Algunes simulacions de la Universitat de Boston.

wiliy.com: en aquesta pàgina es poden trobar molt bones animacions de física.

Catfísica: pàgina amb molts exercicis de física en flash.

Sistema de referència

Un sistema de referència en física són uns eixos de coordenades on hi haurà que definir clarament quin és l'origen de coordenades

Fixa't en la següent animació i mira com la descripció del moviment varia segons el sistema de referència que es trie. També molt interessant visitar aquesta pàgina francesa on es pot veure el moviment dels cotxes des de diferents punts de vista.

Hi ha que distingir entre sistemes de referència inercials i sistemes de referència no inercials.

Els sistemes de referència inercials són aquells en que les lleis de Newton són aplicables i en els sistemes de referència no inercials hi ha que afegir unes forces imaginàries, que realment no existeixen, per poder aplicar les lleis de Newton.

Com distingir entre un tipus de sistemes i els altres? Per fer això hi ha que pensar que s'està en la Terra. Aleshores, hi ha que situar-se de manera imaginària dins d'un tren o dins d'un avió. A vegades dins d'un tren o d'un avió és difícil saber si s'està en moviment o en repòs sense tindre una referència extern, això és perquè per a la física un sistema en repòs o en MRU (moviment rectilini uniform) són indistingibles. Els sistemes en repòs o en MRU són sistemes de referència inercials i els que estan accelerats són sistemes de referència no inercials.

Per exemple, imagina una persona dins d'un ascensor. Si el sistema de referència es situa fora de l'ascensor el sistema de referència està en repòs. Si el sistema de referència es situa dins de l'ascensor i aquest es mou amb un MRU el sistema també és inercial, però si l'ascensor accelera i els sistema es situa dins de l'ascensor el sistema és no inercial i no serà un bon sistema de referència per treballar amb ell en física. Per tant, en casos com el de l'ascensor millor posar el sistema de referència fora de l'ascensor. És el que quasi tot el món fa intuïtivament.

Per veure que hi ha que introduir forces fictícies quan es tria un sistema de referència no inercial és interessant visitar l'animació enllaçada on hi ha una persona dins d'un autobús.

Però, la Terra és realment un sistema de referència no inercial? Estrictament parlant no hi ha cap sistema de referència inercial, perquè tot està en moviment. Per exemple, es sap que la terra té un moviment de rotació i això fa que tinga una certa acceleració, però es pot considerar que ho és i les lleis de la física funcionen molt bé així.

Per completar aquesta entrada és interessant veure aquest vídeo on s'expliquen alguns conceptes bàsics sobre cinemàtica.

Objectiu 1 física

L'objectiu 1 de física diu el següent:

Distingir entre sistemes de referència inercials i no inercials per a analitzar el moviment d’un cos en situacions quotidianes i representar gràficament les magnituds vectorials que el descriuen utilitzant el sistema de referència adequat.

Això implica el següent:

- Conéixer que és un sistema de referència inercial i un sistema de referència no inercial.
- Analitzar moviments d'un cos en situacions quotidianes a partir del vector posició.
- Saber definir la trajectòria i conéixer la diferència entre espai recorregut i desplaçament.
- Saber representar gràfica i analíticament la posició d'un objecte en un determinat sistema de referència.

3a prova escrita de química

En l'enllaç apareix trobaràs la solució del tercer examen de química.

Informe de l'examen.

1a part.

Les dos primeres preguntes sobre formulació inorgànica han anat prou malament. Hi ha molts dubtes a l'hora de formular i anomenar compostos orgànics.

Les preguntes sobre termodinàmica ha anat prou millor. 

En la pregunta 3 es tenia clar que primer hi havia que calcular l'energia per un mol i després amb estequiometria calcular l'energia per als 640 g d'hidracina. En general l'estructura per resoldre l'exercici ha estat bé, encara que ha hagut algunes errades en els càlculs.

La pregunta 4 ha eixit molt bé. Es domina el criteri de signes de la IUPAC en el primer principi de la termodinàmica.

En la pregunta 5 la idea general era bona, però hi ha que millorar molt la redacció. En 1r de batxillerat hi ha que explicar amb propietat cada qüestió.

En la pregunta 6 molta gent tenia idea de que fer. En primer lloc s'havia de calcular l'energia lliure de Gibss, igualar a zero i analitzar que passa en temperatures per damunt i per sota del punt d'equilibri. Encara així, hi ha massa errors en càlculs i hi ha poca gent que fa completament bé l'exercici.

2a part.

Les dos primeres preguntes sobre formulació orgànica han tingut uns resultats molt dispars. Una part de la classe domina la formulació orgànica, però una altra no domina gens. Millor la part d'anomenar que la de formular, com passa quasi sempre en aquest tipus d'exercicis.

Sobre l'exercici d'estequiometria molt poca gent fa bé tot l'exercici. Hi ha que treballar més que passa quan una substància és impura o apareix una dissolució. Tampoc queda clar com actuar quan hi ha un rendiment. Per una altra banda hi ha que adonar-se que es pot fer l'apartat b) sense dependre de l'apartat a) o si s'ha fet aquest malament s'estan introduint errors.

L'exercici número 4 ha anat molt malament. Costa molt raonar aquest tipus d'exercicis on hi ha que fer un xicotet càlcul seguit d'un raonament. Hi ha que treballar molt més aquest tipus de qüestions.

Exemples sobre com formular compostos orgànics amb grups funcionals

En els dos vídeos següents hi ha exemples de com formular compostos orgànics quan només apareix un grup funcional.

En el primer exemple del vídeo següent hi ha un altre compost orgànic formulat amb només un grup funcional.

En el segon exemple del següent vídeo es pot trobar un altre exemple de la formulació d'un compost orgànic amb només un grup funcional.

Exemples sobre com anomenar compostos orgànics amb grups funcionals

En el primer exemple de cada vídeo tens com s'anomenen compostos orgànics quan el compost porten un grup funcional.

En el segon exemple d'aquest vídeo tens un altre exemple d'anomenar un compost que només té un grup funcional.

El grup ciano. Nitrils

En aquesta entrada hi ha dos vídeos. El primer presenta al grup ciano i el segon explica com anomenar els nittrils.

Amides

Els dos vídeos següents expliquen que són les amides, com es formulen i com s'anomenen.

Amines

En els dos vídeos següents explica que són les animes, com es formulen i com s'anomenen.