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Medicion y errores - el movimiento, la segunda ley de newton



MEDICION Y ERRORES
La Física, como toda ciencia experimental, tiene como criterio de verdad la contrastación de sus teorías con datos surgidos de mediciones. Así, se dice que una ley, una hipótesis o un modelo representan adecuadamente la realidad (fenómeno físico) si las consecuencias que de ella se derivan se corresponden con los datos experimentales.
En ciencias e ingeniería, el concepto de error tiene un significado diferente del uso habitual de este término. Coloquialmente, es usual el empleo del término error como analogo o equiva­lente a equivocación. En ciencia e ingeniería, el error, como veremos en lo que sigue, esta mas bien asociado al concepto de incerteza en la determinación del resultado de una medición. Mas precisamente, lo que procuramos en toda medición es conocer las cotas (o límites probabilísticos) de estas incertezas.


El progreso de la Ciencia se debe, en gran medida, a la observación de los fenómenos reproducidos en forma de experimentos, a fin de medir con mas comodidad y a la posterior formulación de nuevas hipótesis luego de analizar los resultados obtenidos.
Antes de medir se debe desarrollar la capacidad de observar. Observar un fenómeno es descubrir las principales magnitudes físicas que estan involucradas en él, analizar su comportamiento en forma global yestudiar cómo y con qué conviene medirlas.
Puesto que toda conclusión a que se llegue a partir de la experimentación debe ser, ademas de compatible con otros conocimientos, susceptible de verificación es imprescindible conocer el grado de confiabilidad de la medición efectuada para que la información sea intercambiable y reproducible; por ello, es necesario saber en qué condiciones se la obtuvo y qué tan fiable es dicha medición. Dicho grado de confiabilidad esta relacionado con el error de la medición.

EL MOVIMIENTO
¡EL MOVIMIENTO NOS RODEA! Si reflexionas sobre las experiencias que tienes del mundo, podras afirmar que los cuerpos se mueven a tu alrededor, de la misma forma que tú también te mueves.
En esta unidad estudiaras dos clases de movimiento; el movimiento rectilíneo uniforme y el movimiento rectilíneo uniformemente variado.
Con ayuda de algunos de los conceptos que expondremos a continuación, podras describir y analizar el movimiento de un cuerpo.


Cuando viajamos en un bus, sabemos que se mueve porque cambia de lugar respecto a otras cosas, por ejemplo, a los arboles o a las casas, que son cuerpos que se consideran fijos. En su movimiento, y a medida que pasa el tiempo, el bus se aleja de unos lugares y se acerca a otros.
El lugar que ocupa un cuerpo, en un momentopreciso, se define como su posición. Se dice que un cuerpo esta en movimiento cuando, en el transcurso del tiempo, cambia su posición con respecto a otros cuerpos que se consideran fijos y que se toman como sistema de referencia. Un cuerpo que se encuentra en movimiento recibe el nombre de móvil. 
El camino que recorre un cuerpo en su movimiento se llama trayectoria. Así, por ejemplo, para subir hasta la cima de una montaña, un escalador puede ascender de distintas maneras: puede atravesar el monte sin desviarse ni a la derecha ni a la izquierda, o bien puede hacerlo en zigzag. En el primer caso, la trayectoria del escalador describira una línea recta, mientras que en el segundo caso estara compuesta por secciones de líneas rectas dispuestas en distinta dirección.
Cuando un móvil aumenta o disminuye su velocidad se produce una aceleración; se habla entonces de aceleración positiva y de aceleración negativa, respectivamente. La aceleración es positiva cuando la velocidad aumenta, y negativa cuando la velocidad disminuye. Así, si decimos que la aceleración de un móvil es de -3 m/s2, estamos indicando que su velocidad disminuye' en 3 m/s por cada segundo que recorre. Si decimos que la aceleración de un móvil es de 3 m/s2 estamos indicando que su velocidad aumenta en 3 m/s, por cada segundo querecorre.

LA SEGUNDA LEY DE NEWTON
Las leyes de Newton son la muestra clara de lo que de una u otra manera nuestros movimientos denotan la aplicación continua de fuerzas, las cuales constantemente tienen una acción y reacción, que son el producto de algo.
Una vez que se conocen las características del movimiento cuando no actúa una fuerza o cuando la fuerza resultante es cero, las preguntas que surgen naturalmente son: ¿Qué pasa si la suma de las fuerzas no se anula? ¿Cómo se mueve un sistema sujeto a la acción de una sola fuerza o de una fuerza resultante diferente de cero?
La observación, los experimentos y la reflexión llevaron a Newton a concluir que en estas condiciones la velocidad de un cuerpo no se mantiene constante. Si esta en reposo, comenzara a moverse y si esta en movimiento, su rapidez o la dirección y sentido de su movimiento cambiara; en pocas palabras, el cuerpo adquiere una aceleración.
Un ejemplo que sirvió a Newton de guía en su analisis fue el de la caída libre de los cuerpos. En este caso la única fuerza que actúa sobre el objeto es su peso, y el movimiento que sigue es uniformemente acelerado.
Newton determinó que la aceleración que adquiere un cuerpo depende tanto de la magnitud, la dirección y el sentido de la fuerza resultante que actúa sobre él, como de la masadel objeto. La fuerza resultante y la masa son las únicas variables involucradas.
La aceleración es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza resultante. Así, si se duplica la fuerza, la aceleración se duplica; si se triplica la fuerza, se triplica la aceleración.
Por otro lado, la aceleración es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se acelera. Esto es, a mayor masa, menor aceleración. Si aplicas la misma fuerza sobre dos cajas, una con el doble de la masa que otra, la aceleración de la de mayor masa sera sólo la mitad. La masa resulta ser una medida de la inercia del objeto o de su resistencia a ser acelerado.



ARQUIMEDES Y LA FLOTACION
Cuando hablamos de que un objeto flota, probablemente pensamos en un barco o un submarino que puede sumergirse en el océano. Pero seguramente no pensamos en objetos que flotan en el aire, aunque de niños jugamos con globos llenos de helio, o vimos globos aerostaticos. Sin embargo, para todos es claro que no todo flota en el aire o en el agua. ¿Por qué algunos objetos pueden flotar? ¿Qué es lo que permite que esto suceda?
Los griegos también se habían hecho estas preguntas. Una leyenda cuenta que Arquímedes (287-212 a. C.), como sabio de Siracusa, fue llamado por el rey Hierón II, quien deseaba confirmar si su corona estabahecha solamente de oro como decían los artesanos que la habían fabricado, o si también le habían puesto plata.
Se dice que, al estar en el baño público, Arquímedes observó que al introducirse en el agua, el nivel de ésta subía. Consideró que la cantidad de agua desplazada estaba en relación con su peso. Pensó entonces que con la corona ocurría lo mismo y como el peso (en realidad la masa) dependía de su densidad, una corona que no fuera sólo de oro, desplazaría una cantidad de agua diferente a una de oro puro. Esta experiencia dio pauta para que Arquímedes resolviera el problema de la corona, pero ademas le permitió establecer lo que ahora conocemos como principio de Arquímedes:
Un objeto total o parcialmente sumergido en un líquido, flotara debido a la fuerza, de magnitud igual al peso del líquido desplazado, con la que el líquido actúa sobre el objeto.
Esta fuerza se conoce como fuerza de flotación y actúa en sentido contrario al peso del objeto. La fuerza de flotación tiene su origen en la presión del interior del líquido.
Una característica diferente de cada material es su peso ademas, en objetos con igual volumen, por ejemplo, una canica y un balín de acero, el peso del balín sería mayor que el de la canica, lo cual indica otra característica que debemos considerar: la densidad.





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