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Question
question: what happens to the cart when there is no force?
- form hypothesis: what will be motion of the cart be like when there is no force on it? (there is no friction in this model.)
- predict: suppose a cart with no fans has a starting velocity of 2 m/s. what will be the velocity of the cart when it reaches the wall?
- experiment: check that there are no fans on the cart. on the description tab, set the initial velocity of cart to 2.0 m/s. select the bar chart tab, and click play. what do you notice about the velocity of the cart?
- experiment: click reset. place two fans on the cart, and set them in opposite directions (next to direction click the ‘ ’ button for one fan.) turn both fans on, and click play. what do you notice about the velocity of the cart?
- analyze: select the graph tab.
a. what do you notice about the graph of position vs. time (x vs t)?
b. what does the velocity vs. time (v vs t) graph show?
c. what do you notice about the graph of acceleration vs. time (a vs t)?
- draw conclusions: newtons first law states that an object in motion will travel at a constant velocity unless acted upon by an unbalanced force. how do these experiments show this?
Explicación paso a paso:
Paso 1: Respuesta a "¿Qué sucede con el carrito cuando no hay fuerza?"
Según la primera ley de Newton, un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento se moverá con velocidad constante en una dirección recta si no hay fuerzas netas actuando sobre él. Entonces, si no hay fuerza sobre el carrito, si está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento, se moverá con velocidad constante.
Paso 2: Respuesta a "Supongamos que un carrito sin fuerzas tiene una velocidad inicial de 2 m/s. ¿Cuál será la velocidad del carrito cuando llegue a la pared?"
Dado que no hay fuerzas actuando sobre el carrito (según el enunciado), según la primera ley de Newton, su velocidad no cambiará. Entonces la velocidad del carrito cuando llegue a la pared será de 2 m/s.
Paso 3: Respuesta a "¿Qué notas sobre la velocidad del carrito?" (cuando no hay fuerzas y velocidad inicial de 2 m/s)
Como no hay fuerzas netas, la velocidad del carrito permanece constante en 2 m/s.
Paso 4: Respuesta a "¿Qué notas sobre la velocidad del carrito?" (cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas)
Cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas, las fuerzas que ejercen se cancelan entre sí (fuerzas equilibradas), por lo que la velocidad del carrito no debe cambiar si antes estaba en movimiento con velocidad constante o permanecerá en reposo si estabaquieto.
Paso 5: Respuesta a "¿Qué notas sobre la gráfica de posición vs tiempo (x vs t)?"
La gráfica de posición vs tiempo será una recta con pendiente constante. La pendiente de la gráfica de x vs t representa la velocidad. Como la velocidad es constante (debido a la ausencia de fuerzas netas o fuerzas equilibradas), la gráfica es una recta.
Paso 6: Respuesta a "¿Qué muestra la gráfica de velocidad vs tiempo (v vs t)?"
La gráfica de velocidad vs tiempo será una línea horizontal. Esto se debe a que la velocidad no cambia con el tiempo ya que no hay fuerzas netas actuando sobre el carrito.
Paso 7: Respuesta a "¿Qué notas sobre la gráfica de aceleración vs tiempo (a vs t)?"
La aceleración es cero siempre que no hay fuerzas netas actuando sobre el objeto. Entonces, la gráfica de aceleración vs tiempo estará en el eje x (a = 0).
Paso 8: Respuesta a "¿Cómo muestran estos experimentos la primera ley de Newton?"
En los experimentos, cuando no hay fuerzas netas (caso sin ventiladores o ventiladores balanceados), el carrito mantiene su estado de movimiento (o reposo). Si tiene una velocidad inicial, la mantiene constante (velocidad constante en la gráfica de v vs t, recta en la gráfica de x vs t y aceleración cero en la gráfica de a vs t), lo cual demuestra que un objeto en movimiento se mantiene en movimiento con velocidad constante a menos que actúe una fuerza no equilibrada, como establece la primera ley de Newton.
Respuesta:
- Cuando no hay fuerza, el carrito en reposo permanece en reposo y el carrito en movimiento se mueve con velocidad constante.
- La velocidad del carrito cuando llega a la pared es de 2 m/s.
- La velocidad del carrito permanece constante cuando no hay fuerzas netas.
- Cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas (fuerzas equilibradas), la velocidad del carrito no cambia.
- La gráfica de posición vs tiempo es una recta con pendiente constante.
- La gráfica de velocidad vs tiempo es una línea horizontal.
- La gráfica de aceleración vs tiempo está en el eje x (a = 0).
- Estos experimentos demuestran la primera ley de Newton ya que cuando no hay fuerzas netas o las fuerzas son equilibradas, el carrito mantiene su estado de movim…
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Explicación paso a paso:
Paso 1: Respuesta a "¿Qué sucede con el carrito cuando no hay fuerza?"
Según la primera ley de Newton, un objeto en reposo permanecerá en reposo y un objeto en movimiento se moverá con velocidad constante en una dirección recta si no hay fuerzas netas actuando sobre él. Entonces, si no hay fuerza sobre el carrito, si está en reposo, permanecerá en reposo y si está en movimiento, se moverá con velocidad constante.
Paso 2: Respuesta a "Supongamos que un carrito sin fuerzas tiene una velocidad inicial de 2 m/s. ¿Cuál será la velocidad del carrito cuando llegue a la pared?"
Dado que no hay fuerzas actuando sobre el carrito (según el enunciado), según la primera ley de Newton, su velocidad no cambiará. Entonces la velocidad del carrito cuando llegue a la pared será de 2 m/s.
Paso 3: Respuesta a "¿Qué notas sobre la velocidad del carrito?" (cuando no hay fuerzas y velocidad inicial de 2 m/s)
Como no hay fuerzas netas, la velocidad del carrito permanece constante en 2 m/s.
Paso 4: Respuesta a "¿Qué notas sobre la velocidad del carrito?" (cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas)
Cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas, las fuerzas que ejercen se cancelan entre sí (fuerzas equilibradas), por lo que la velocidad del carrito no debe cambiar si antes estaba en movimiento con velocidad constante o permanecerá en reposo si estabaquieto.
Paso 5: Respuesta a "¿Qué notas sobre la gráfica de posición vs tiempo (x vs t)?"
La gráfica de posición vs tiempo será una recta con pendiente constante. La pendiente de la gráfica de x vs t representa la velocidad. Como la velocidad es constante (debido a la ausencia de fuerzas netas o fuerzas equilibradas), la gráfica es una recta.
Paso 6: Respuesta a "¿Qué muestra la gráfica de velocidad vs tiempo (v vs t)?"
La gráfica de velocidad vs tiempo será una línea horizontal. Esto se debe a que la velocidad no cambia con el tiempo ya que no hay fuerzas netas actuando sobre el carrito.
Paso 7: Respuesta a "¿Qué notas sobre la gráfica de aceleración vs tiempo (a vs t)?"
La aceleración es cero siempre que no hay fuerzas netas actuando sobre el objeto. Entonces, la gráfica de aceleración vs tiempo estará en el eje x (a = 0).
Paso 8: Respuesta a "¿Cómo muestran estos experimentos la primera ley de Newton?"
En los experimentos, cuando no hay fuerzas netas (caso sin ventiladores o ventiladores balanceados), el carrito mantiene su estado de movimiento (o reposo). Si tiene una velocidad inicial, la mantiene constante (velocidad constante en la gráfica de v vs t, recta en la gráfica de x vs t y aceleración cero en la gráfica de a vs t), lo cual demuestra que un objeto en movimiento se mantiene en movimiento con velocidad constante a menos que actúe una fuerza no equilibrada, como establece la primera ley de Newton.
Respuesta:
- Cuando no hay fuerza, el carrito en reposo permanece en reposo y el carrito en movimiento se mueve con velocidad constante.
- La velocidad del carrito cuando llega a la pared es de 2 m/s.
- La velocidad del carrito permanece constante cuando no hay fuerzas netas.
- Cuando hay dos ventiladores en direcciones opuestas (fuerzas equilibradas), la velocidad del carrito no cambia.
- La gráfica de posición vs tiempo es una recta con pendiente constante.
- La gráfica de velocidad vs tiempo es una línea horizontal.
- La gráfica de aceleración vs tiempo está en el eje x (a = 0).
- Estos experimentos demuestran la primera ley de Newton ya que cuando no hay fuerzas netas o las fuerzas son equilibradas, el carrito mantiene su estado de movimiento (o reposo).