Física diferencial: repaso de contenidos para la prueba. Y guía de estudio.

 

ACTIVIDAD DE ESTUDIO:

Indica las respuestas correctas ante de tu prueba de Fisica y tendrás 1 décima por cada ítem resuelto:

Ítem I: Comprensión de Lectura

Lee el siguiente texto y luego responde las preguntas a continuación. (1 punto cada respuesta correcta)

“El esfuerzo de los monigotes”

En la sala de enlaces del Liceo René Descartes en Viña del Mar, Camila y Javier trabajaban concentrados frente a su pantalla. Tenían abierta la simulación del "Laboratorio de Fuerza de Gravedad", donde dos pequeños monigotes sostenían con evidente esfuerzo dos esferas suspendidas: una azul (Masa 1) y una roja (Masa 2).

Javier tomó el ratón y ajustó los controles. Dejó la masa de la esfera azul en 100 kg, pero aumentó la de la esfera roja hasta los 500 kg.

—"Fíjate, la esfera roja es cinco veces más masiva" —comentó Javier, apoyándose en la mesa—. "Es obvio que va a tirar de la esfera azul con muchísima más fuerza de la que la azul tira de ella".

Camila se acercó a la pantalla y señaló las gruesas flechas rojas que apuntaban desde el centro de cada esfera hacia la otra.

—"Espera un momento, mira las flechas y los números que marcan la fuerza arriba" —dijo ella, sorprendida—. "Ambas flechas miden exactamente lo mismo. El valor de la fuerza de atracción es idéntico para las dos esferas, aunque una sea gigante y la otra pequeña".

—"Es verdad..." —susurró Javier recordando la clase de física—. "La fuerza es mutua. La azul atrae a la roja con la misma intensidad que la roja atrae a la azul".

Luego, Camila decidió probar qué pasaba con la distancia. Sin cambiar las masas, acercó los monigotes, reduciendo la distancia entre los centros de las esferas a exactamente la mitad. Inmediatamente, los monigotes en la pantalla empezaron a temblar y a sudar profusamente por el esfuerzo, mientras el valor numérico de la fuerza gravitatoria se disparaba.

—"¡Wow! La distancia importa muchísimo más" —concluyó Camila, anotando los datos en su cuaderno—. "Nos acercamos solo a la mitad, pero la fuerza no se duplicó... ¡se hizo cuatro veces más grande!".

1. En la simulación descrita en el texto, ¿qué representan visualmente las flechas rojas que salen de la esfera azul y de la esfera roja?

1. La velocidad a la que se mueven las esferas.

2. La dirección y la magnitud de la fuerza gravitatoria entre ambas masas.

3. La energía que gastan los monigotes para sostener los pesos.

4. La distancia exacta que separa a ambos objetos.

2. Según la historia de Camila y Javier, ¿qué sucede con la fuerza de atracción gravitatoria cuando deciden reducir la distancia entre las esferas a la mitad?

1. La fuerza de atracción se reduce a la mitad.

2. La fuerza de atracción simplemente se duplica.

3. La fuerza de atracción se cuadruplica (aumenta 4 veces).

4. La fuerza de atracción se mantiene igual, porque no cambiaron el peso de las esferas.

3. Cuando Javier nota que ambas flechas miden lo mismo, a pesar de que la esfera roja es mucho más masiva que la azul, ¿qué principio fundamental de la física clásica están comprobando?

1. La Primera Ley de Newton (Principio de inercia).

2. El Principio de Conservación de la Energía.

3. La Segunda Ley de Newton (Ley de la dinámica).

4. La Tercera Ley de Newton (Principio de acción y reacción).

4. Aplicando lo que Camila descubrió sobre cómo cambia la fuerza al alterar la distancia: Si en un nuevo experimento decidieran ALEJAR las esferas al triple de su distancia original (en lugar de acercarlas), ¿qué pasaría con la fuerza gravitatoria?

1. Sería tres veces menor.

2. Sería nueve veces menor.

3. Aumentaría al triple por la tensión.

4. Sería seis veces menor.

Ítem II: Aplicación de contenidos sobre Fuerza de Gravedad

5. ¿Cuál es la función de la constante de gravitación universal (G) al determinar la fuerza de atracción entre dos objetos?

1. G sirve como el factor constante que define la intensidad de la fuerza gravitatoria a escala universal.

2. G representa una cifra variable que se modifica en función de la masa que posean los objetos.

3. G depende directamente de cuán alejados se encuentren los centros de masa de los cuerpos.

4. G constituye un valor cuya aplicación queda restringida únicamente a las condiciones físicas de la Tierra.

6. ¿Cómo afecta la distancia entre dos cuerpos a la fuerza gravitatoria entre ellos?

1. La fuerza aumenta linealmente con la distancia.

2. La fuerza es independiente de la distancia.

3. La fuerza disminuye linealmente con la distancia.

4. La fuerza disminuye con el cuadrado de la distancia.

De acuerdo con la Ley de Gravitación Universal de Newton, ¿de qué forma se ve alterada la fuerza gravitatoria si se duplica la masa de un cuerpo y, simultáneamente, se triplica la separación entre ambos?

1. No experimenta variaciones.

2. Su magnitud aumenta al doble.

3. Disminuye al 50% de su valor inicial.

4. Se aminora hasta alcanzar los 2/9 de la fuerza inicial.

7. ¿Por qué es necesario que un satélite tenga una velocidad horizontal específica para mantenerse en órbita alrededor de la Tierra?

1. Para escapar completamente del campo gravitatorio terrestre.

2. Para que la fuerza centrífuga anule la gravedad.

3. Para evitar que la gravedad lo atraiga directamente hacia la Tierra.

4. Para que la gravedad lo mantenga en una trayectoria circular constante.

Pregunta de Desarrollo. 

Una pareja de superhéroes observa con horror el estado de la ciudad tras el paso de un supervillano que ha alterado la física del entorno mediante una de sus habilidades.Los superhéroes ven cómo diversos objetos metálicos y pesados (como parquímetros arrancados de cuajo, tapas de alcantarilla o incluso autos pequeños) están levitando y orbitando alrededor de un punto central específico en la calle, como si ese punto se hubiera convertido en un planeta en miniatura.  Deben buscar pistas para determinar de qué villano se trata y cómo podrían detenerlo.

Como superhéroe/heroína que llega a la escena, analiza la situación:

1. Identifica que variable de la fuerza de gravedad se trata indicando la pista (el fenómeno físico)  que justifica tu decisión. 

2. Explica científicamente qué le ocurre a los cuerpos afectados, justificando tu respuesta mediante el uso de conceptos como "fuerza gravitatoria", "masa", "distancia al cuadrado" u "órbita".

3. Propón cómo, basándote en tu conocimiento de la Ley de Gravitación Universal, podrías contrarrestar este efecto para salvar la ciudad o rescatar a los habitantes.

Para obtener el puntaje completo, tu respuesta debe cumplir con:

• 

  Identificar correctamente la variable alterada y el fenómeno físico.

• 

  Explicar el comportamiento de los cuerpos usando correctamente los términos de la Ley de Gravitación Universal.

• 

  Proponer una estrategia de solución coherente basada en física.

• 

  Extensión mínima de 3 líneas argumentadas.