Mission 1: Newton in Space
Summary
TLDREl video ofrece una introducción atractiva a las tres leyes de Newton sobre el movimiento, utilizando experimentos y demostraciones para ilustrar cómo las fuerzas y los objetos se relacionan entre sí. Seguidamente, se muestra cómo la gravedad afecta el movimiento de los objetos en la Tierra y en la Estación Espacial Internacional (ISS), donde la falta de gravedad hace que los objetos parezcan flotar. Además, se explora la relación entre masa y peso, y cómo la masa influye en la aceleración de los objetos bajo la acción de una fuerza. Finalmente, se destaca la importancia de la ciencia y la investigación para el desarrollo y el futuro, animando a las nuevas generaciones a abrazar el desafío de la ciencia y contribuir al mundo de mañana.
Takeaways
- 🍎 La ley de Newton sobre la inercia dice que un objeto en movimiento o en reposo permanecerá en ese estado a menos que se le aplique una fuerza desbalanceada.
- 🚀 La segunda ley de Newton conecta la fuerza con la masa y la aceleración, indicando que si se aplica la misma fuerza a objetos de diferente masa, estos se acelerarán de diferente manera.
- 🎾 La tercera ley de Newton establece que para cada acción, existe una reacción igual y opuesta, lo que significa que las fuerzas actúan en parejas y en direcciones opuestas.
- 🧲 La gravedad tiene un efecto muy reducido en la Estación Espacial Internacional (ISS), lo que hace que los objetos se sientan casi sin peso.
- 📚 El aprendizaje de las leyes de Newton es fundamental para la ciencia y la investigación, y es clave para el desarrollo y el progreso futuro.
- 🌌 Los astronautas en la ISS demuestran cómo la falta de gravedad afecta el movimiento y la percepción del peso de los objetos.
- 🔵 La masa es la cantidad de materia en un objeto, mientras que el peso es la sensación de ligereza o pesadez causada por la gravedad.
- 🔄 La fricción es la resistencia entre superficies en movimiento y puede desacelerar o detener objetos en movimiento.
- ⚖️ Cuando dos objetos de diferente masa caen en un campo gravitatorio, como la Tierra, ambos alcanzarán la misma velocidad de caída debido a que la fuerza de la gravedad es proporcional a la masa.
- 🚗 El uso de cinturones de seguridad es crucial para contrarrestar el efecto de la aceleración en un entorno de gravedad, como la Tierra.
- 🛰 Los vehículos espaciales utilizan la tercera ley de Newton para despegar, donde la fuerza del gas caliente expulsado por los escapementes produce una reacción que empuja el vehículo hacia arriba.
- 👧👦 Ser científico no solo ofrece felicidad y aprendizaje, sino que también es una forma de contribuir al mundo de hoy y al de mañana, especialmente para las generaciones jóvenes que están destinadas a cambiar el mundo.
Q & A
¿Quién fue Isaac Newton y qué descubrió con respecto al movimiento?
-Isaac Newton fue un científico que, legendariamente, fue golpeado en la cabeza por una manzana. Esto le llevó a estudiar el movimiento para comprender los conceptos detrás de él y cómo se relacionan con las cosas que experimentamos en la vida diaria. Descubrió la gravedad y que un objeto se acelera solo cuando una fuerza actúa sobre él.
¿Cuáles son las tres leyes de movimiento de Newton?
-Las tres leyes de movimiento de Newton describen cómo las fuerzas y los objetos se relacionan entre sí: 1) Un objeto en movimiento o en reposo permanece en ese estado a menos que se le aplique una fuerza desequilibrada. 2) La fuerza es proporcional a la masa y al aceleración, lo que significa que si se aplica la misma fuerza a objetos de diferente masa, estos se acelerarán de diferente manera. 3) Para toda acción, hay una reacción igual y opuesta.
¿Qué es la inercia?
-La inercia es la tendencia de un objeto a resistirse a cambiar su estado de reposo o de movimiento. Un objeto en reposo tiene una velocidad de cero y permanecerá en reposo a menos que se le aplique una fuerza.
¿Cómo afecta la gravedad la experiencia de los astronautas a bordo de la Estación Espacial Internacional (ISS)?
-La gravedad tiene muy poco efecto en la ISS, lo que hace que todo lo que está allí esté casi sin peso. Los astronautas sienten como si estuvieran flotando, aunque su masa es la misma que en la Tierra.
¿Por qué es difícil comer en el espacio debido a la falta de gravedad?
-En ausencia de gravedad, como en la ISS, la comida no se mantiene en su lugar y continúa moviéndose, lo que hace difícil comer. Por eso, se utilizan cubiertos y cinturones de seguridad para evitar que la comida se derrame o se disperse.
¿Cómo se relaciona la masa con el aceleración según la segunda ley de Newton?
-La segunda ley de Newton establece que la fuerza es proporcional a la masa y al aceleración. Esto significa que si se aplica la misma fuerza a objetos de diferente masa, los objetos con menor masa se moverán más rápido.
¿Qué es la fricción y cómo afecta la demostración de las leyes de Newton?
-La fricción es la resistencia entre superficies cuando un objeto se mueve contra otro. Puede ralentizar o detener un objeto en movimiento. La fricción complica las demostraciones de las leyes de Newton, especialmente porque diferentes superficies crean diferentes tipos de fricción.
¿Por qué dos objetos con diferentes masas, como un saco de manzanas y una sola manzana, caen al suelo a la misma velocidad?
-A pesar de que la gravedad atrae más a un objeto con una mayor masa, la ley de la gravedad también indica que un objeto con una mayor masa requiere una mayor fuerza para acelerar. En última instancia, ambos objetos alcanzan la misma aceleración y caen al suelo al mismo tiempo.
¿Cómo se relaciona la tercera ley de Newton con los cohetes que se elevan al espacio?
-La tercera ley de Newton, que dice que para toda acción hay una reacción igual y opuesta, se utiliza en los cohetes para el lanzamiento. Cuando el gas o el aire se calienta y se expulsa hacia abajo a través de los escapement, la fuerza de la acción y la reacción empujan al cohete hacia el espacio.
¿Por qué es importante aprender sobre las tres leyes de movimiento de Newton?
-Aprender sobre las tres leyes de movimiento de Newton es fundamental para la ciencia y la investigación. Nos ayuda a entender cómo funcionan los movimientos en el espacio y en la Tierra, y son la base para muchos avances tecnológicos y científicos.
¿Cómo pueden los jóvenes contribuir al futuro a través de la ciencia?
-Los jóvenes pueden contribuir al futuro a través de la ciencia al desarrollar su curiosidad, ayudarse mutuamente y construir el mundo de hoy y de mañana. Ser científico significa ser parte de la vanguardia en la construcción de conocimientos y soluciones para los desafíos del futuro.
Outlines
😀 Introducción a las leyes de Newton
Este párrafo presenta la introducción al Centro de Aprendizaje Robótico de la Agencia Espacial Europea y la importancia de las leyes de Newton para entender el movimiento. Se menciona la historia de Newton y la manzana, y cómo su curiosidad llevó al descubrimiento de la gravedad y las tres leyes de movimiento. Se invita a amigos en Barcelona, Dublín y Arlan para示范 (demostrar) las leyes, y se incluyen testimonios de astronautas en la Estación Espacial Internacional (ISS), donde la gravedad tiene un efecto mínimo y todo es casi sin peso.
🏃 Primera Ley de Newton: Inercia y Movimiento
Se ilustra la Primera Ley de Newton, que establece que todo objeto en movimiento o en reposo permanecerá en ese estado a menos que se aplique una fuerza desequilibrada. Se muestra cómo Pedro en la ISS empuja una pelota y cómo Alexander la detiene, demostrando cómo la fuerza cambia la velocidad (velocidad) del objeto. También se discute la relación entre la velocidad, la dirección y la aceleración, y se presentan ejemplos de cómo la fuerza actúa solo sobre ciertos objetos, como la tabla de skate y no sobre la manzana, y la importancia de los cinturones de seguridad en un entorno sin gravedad.
🚀 Segunda Ley de Newton: Fuerza, Masa y Aceleración
Este párrafo se enfoca en la Segunda Ley de Newton, que conecta la fuerza, la masa y la aceleración. Se muestra cómo objetos de diferente masa aceleran de diferente manera cuando se les aplica la misma fuerza. Se presentan experimentos con bolas de madera y latón, y cómo la masa afecta la velocidad a la que se mueven. También se discute cómo la fricción entre superficies, como el aire, puede desacelerar o detener objetos en movimiento. Se destaca la importancia de entender estas leyes para la ciencia y la investigación.
🤸 Tercera Ley de Newton: Acción y Reacción
El cuarto párrafo explora la Tercera Ley de Newton, que establece que para cada acción, existe una reacción igual y opuesta. Se muestra cómo Pedro y Alexander en la ISS empujan el uno al otro y se mueven en direcciones opuestas, demostrando esta ley. Se incluyen ejemplos de cómo esta ley se aplica en otros contextos, como los cohetes que se elevan gracias a la fuerza de la reacción. Además, se discuten las implicaciones de la ciencia y la investigación para el futuro, y se anima a los jóvenes a tomar el desafío de la ciencia y contribuir al mundo de mañana.
Mindmap
Keywords
💡Leyes de Newton
💡Inercia
💡Aceleración
💡Fuerza
💡Masa
💡Gravedad
💡Velocidad
💡Reacción
💡Fuerza de fricción
💡Estado de peso nulo
💡Efecto de la gravedad
Highlights
La Agencia Espacial Europea (ESA) presenta el Centro de Aprendizaje Robótico, donde se exploran las tres leyes de Newton sobre el movimiento.
Sir Isaac Newton, el científico famoso por ser golpeado por una manzana, desarrolló las leyes de movimiento para entender conceptos fundamentales.
La primera ley de Newton establece que un objeto en movimiento o en reposo permanecerá en ese estado a menos que se aplique una fuerza desequilibrada.
La inercia es la tendencia de un objeto a resistir cambios en su velocidad; un objeto en reposo tiene una velocidad de cero.
La segunda ley de Newton relaciona la fuerza con la masa y la aceleración, indicando que objetos de diferente masa aceleran a diferentes velocidades bajo la misma fuerza.
La tercera ley de Newton establece que toda acción tiene una reacción igual y opuesta, lo que se demuestra en el ISS con astronautas empujándose mutuamente.
El efecto de la gravedad es muy reducido en el ISS, lo que hace que los objetos y las personas se sientan casi sin peso.
La masa es la cantidad de materia en un objeto, mientras que el peso es la sensación de ligereza o pesadez causada por la gravedad.
En un entorno sin gravedad, como el ISS, los objetos continuarían moviendose a menos que la gravedad los retrajera hacia abajo.
Las leyes de Newton son importantes para la ciencia y la investigación, y son fundamentales para el desarrollo de tecnologías y la exploración espacial.
Las demostraciones en el ISS muestran cómo la falta de gravedad afecta la percepción de fuerzas y movimientos.
El concepto de fricción, la resistencia entre superficies en movimiento, complica las pruebas de las leyes de Newton, especialmente en la Tierra.
La gravedad es una fuerza única que, a pesar de la diferencia en masa, hace que objetos con diferentes masas caigan al suelo a la misma velocidad.
Las leyes de Newton son aplicables en áreas tan diversas como el diseño de cohetes espaciales, que utilizan la tercera ley para generar empuje.
Ser científico significa ser curioso, colaborar y contribuir al desarrollo del mundo de hoy y el de mañana.
La ciencia es un desafío que ofrece muchísimo aprendizaje y felicidad, y es fundamental para el progreso y el futuro de la humanidad.
Los jóvenes, tanto chicos como chicas, tienen la responsabilidad y la capacidad de cambiar el futuro del planeta.
Transcripts
[Music]
[Applause]
[Music]
[Applause]
[Music]
n
[Music]
welcome to the European Space Agency
Issa this is the robotic Learning Center
and I'm here to help you find out more
about Newton's three laws of
motion maybe you've heard of Newton
before he is the scientist who got hit
on the head with an apple at that time
he was studying motion trying to
understand the concepts behind it and
how they relate to things we experience
in everyday life when newon covered he
realized something important he already
knew that an object accelerates only
when a force acts on it therefore if the
Apple were moving it could only
accelerate if there was a force acting
on it he called this Force gravity and
to this day we measure all forces
including gravity in
Newton's Newton came up with three laws
of motion laws that describe how forces
and objects relate to each
other to help you out I've asked some
friend friend in
Barcelona Dublin and Arlan to
demonstrate the laws I've also asked
astronauts on board the International
Space Station to help us that's the ISS
for short so we're going to hear from
Pedro dequay and Alexander
Keri on board the ISS gravity has very
little effect so everything there is
almost
[Music]
weightless
[Music]
hi Pedro that's a nice smile you've got
there Pedro not much is happening the
ball is just hanging there in midair
Pedro blows on it and it moves because
of the force of his
breath now the ball is moving again
except this time Alexander has stopped
with his
[Music]
hand and this time nice move Pedro
changes the ball's Direction by applying
a force
what you've been seeing are
illustrations of Newton's first law of
motion this states that every object in
motion or at rest remains in that state
unless an unbalanced force is applied to
it the state of motion is the speed and
also the direction the two combined
speed and direction are what we call
velocity an object at rest has a
velocity of zero and it stays at rest
unless acted on by a force
we call this tendency
[Music]
inertia here you can see Pedro applying
a force to the ball he's changing the
ball's Direction therefore changing its
velocity in the second experiment you
see Alexander stopping the ball here
he's changing the speed therefore he's
changing its
velocity the rate of change of velocity
is called
acceleration let's see what our skulls
have to show us
pushing the skateboard that's a force
isn't it the skateboard moves hits the
pillar and changes Direction but the
Apple keeps going that's because this
time the forces is only applied to the
skateboard and not the Apple that's why
eating in space isn't
easy the spoon stops but the food keeps
[Music]
going
ooh that looks nasty and that's why we
use seat
belts if we were in a weightless
environment like the ISS then he would
continue to move but on Earth gravity
pulls him back
down okay here we go
again that looks really m messy that's
why we have to use Lids on takeaway
coughing thanks
girls good
[Applause]
trick I'm sure I don't have to say don't
try this at
[Music]
home
looks like she's getting her teacher in
to
help wow that is very
cool that Apple's not going anywhere I
mentioned objects addess didn't
I in these experiments the Apple the
pencil and the garon roller blades are
not moving they're at rest because the
forces acting on them are in balance
with each
other but when the support is removed
the force of gravity now unbalanced
pulls them to the ground without the
force of gravity they would just stay
afloat just like on board the
ISS so that's Newton's first law an
object addressed stays at rest unless
acted on by a force and an object in
motion will stay in motion unless acted
on by a
[Music]
force that's a novel way of choosing
whose turn it is but who's turn for
what that's
impressive that's really
impressive working out is obviously easy
in a weightless environment
let's see you try that on Earth not so
easy but I guess that's the difference
between mass and weight you might think
this has something to do with weight
well you're nearly right not just weight
though but mass mass is the amount of
matter in an object weight however the
feeling of something being light or
heavy is caused by gravity acting on the
object Pedro and Alexander are floating
in the ISS because gravity has no effect
they feel weightless even though their
mass is the same as it is on Earth you
can see Pedro lifting another astronaut
andto guidoni here on Earth Umberto's
mass is not that much different to
Alexander's but because he's on Earth
what Pedro's feeling is his weight so
how does mass come into the second
law H this science stuff is very
serious one ball is wooden and the other
is
brass
this time we have three balls we're
adding a pingpong
ball you can see here that things with
more mass move more
slowly the second law says there's a
connection between force mass and
acceleration so if you apply the same
Force to objects of different Mass they
will accelerate
differently here come the schools
again exotic a stream with a steady
current there's one floater versus five
I wonder who's going to
win less Mass means more speed he's way
faster a force is applied and according
to the first law she should
accelerate okay we had a heavy bag and
she seems slower plus she hasn't
traveled as
far this is just like the ISS
experiment that's not a fair race
guys here we have magnets set up to
repel each other magnetism is a force
isn't
it it looks like the skate carrying the
load is traveling slower and that makes
sense more mass means less velocity when
the same force is
applied so Newton's second law states
that force is proportional to mass and
acceleration so the greater the mass the
slower an object will accelerate when
the same force is
applied Pedro blows the balls with the
same breath but their different masses
mean they move at different speeds
Newton's second law is easier to
demonstrate on the ISS but here on Earth
there are other factors to complicate
things you might be thinking that the
single one will land first in the other
experiments the lighter object traveled
faster but they landed exactly the same
[Music]
time we've got a crumpled page and a
regular page they've got the same mass
and they're dropped from the same height
so they should land at the same time
right but no one of these factors is
friction friction is the resistance
between surfaces as objects move against
against each other it causes objects to
slow down or stop if there was no
friction they would keep going this
complicates proofs of Newton's Laws
especially because different surfaces
create different types of
friction this is why we skate faster on
the ice or in a smooth
Corridor so what about the papers was
there friction acting
there well there was friction between
the object and the
air it was due to friction that the flat
page landed after the crumpled page the
flat paper has a greater surface area
and is slowed down because it
experiences more air
resistance if this experiment were
conducted in a vacuum the two pages
would land at the same
time but why did the sack of apples land
at the same time as the single Apple
well that's down to a unique feature of
gravity the sack of apples with a
greater mass and the single apple with
less Mass are both attracted by Earth's
gravity but but gravity pulls more on
the sack of apples than on the single
Apple but if something has a greater
mass it needs a greater force to
accelerate right so that in the end both
have the same acceleration and hit the
ground at the same
[Music]
time hi Pedro
Alexander we can see that they're
floating they're pushing against each
other and move apart
that's an ISS battery and it looks heavy
that means it has a lot of mass
right once again they're pushing against
each other but Alexander moves
less what we see this time is that for
every action there is an equal and
opposite reaction Newton's third law of
motion Alexander pushes against Pedro
action this causes Pedro to move
reaction
at the same time Pedro pushes against
Alexander action causing Alexander to
move in the opposite direction reaction
and they moved an equal distance action
equal opposite
reaction the battery's mass is about 80
kg so now the force is the same but the
mass is different remember Newton's
second law of motion action and reaction
are caused by the same forces but
they're expressed through different Mass
they four Alexander moves
less let's see what the schools are up
to here we go this is like Pedro and
Alexander on board the
station we had another girl and they
don't travel as
[Music]
far the force of throwing the ball makes
her move
backwards a collision that's a force but
do you know why only the guy in front
moved the students are arranged in what
we call a Newton's Cradle skater
collides with the first student action
the first student tries to move away
from the skater reaction but can't
because there is another student in the
way so the force of the impact is passed
through the next student and on to the
end of the line then there's nothing
stopping the last student so off he
goes
[Music]
this is like the guys on the ice only
the last ball
moves and here the two balls are moving
but they don't seem to go as fast this
is because the same force is traveling
through the Cradle but is expressed
through twice the mass as mass and
acceleration are related the two balls
travel less than the sing single
ball the third law helps us in other
areas too space Vehicles use it to lift
off the air or gas is heated up and
forced from the exhaust action and the
reaction pushes the rocket up into
space now you know about Newton's three
laws of motion law one states that
objects at rest or in motion stay that
way unless a force acts on
them law two says that the forces
related to Mass and
acceleration and law three says that
every action has an equal and opposite
reaction but why should we learn about
Newton's three laws of motion well it's
all about science and research let's ask
someone who has been into
space hello I'm
CLA I've been lucky enough to lead a
fascinating life first I was a doctor a
rheumatologist then I had a chance to
start a career as a scientific
researcher in the field of Neuroscience
and all that with the idea of one day
being able to take part in experiments
in the field of space research I was
lucky enough to be recruited as an
astronaut first by the French space
agency later by the European Space
Agency a career as a scientist will
bring you a lot of Happiness a lot of
Learning and Development most of all
being a scientist means Paving the way
for the future it means being curious
helping each other to build today's
world to build the World of Tomorrow so
take on the challenge of
science you who are responsible for your
future you the younger Generations who
are going to change the face of our
planet I want you to know that tomorrow
is in your hands and when I say you I
mean all young people boys but of course
girls as well and so what I'm trying to
tell you take on the challenge of
science tomorrow is in your hands and
this also and most certainly applies to
you
[Music]
girls there are a lot more questions one
can ask why is everything weightless on
the
ISS how does being weightless affect the
human
body but for now
[Applause]
[Music]
goodbye
[Applause]
[Music]
[Music]
nah
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