Fuerzas en acción

Prof. Aurora Leiva Lobos

Experimento No. 1• Prueba el siguiente

experimento.• Golpea una pequeña

pelota con el dedo índice desde el borde de una mesa, y observa por dónde viaja hasta tocar el suelo.

• Repítelo varias veces y pide al resto de la clase que dibuje el "camino" que siguió en su vuelo, lo que se llama trayectoria.

Resultado y explicación• Si fueron observadores,

la mayoría habrá dibujado una curva como la del gráfico.Esta curva especial se llama parábola, y para saber porqué tiene esta forma deberán considerar qué tipos de movimiento afectaron a la pelota durante el vuelo.¿Se animan a pensar en qué direcciones viajó hasta tocar el piso?

¡Respuesta!• La pelota viajó en DOS

direcciones.• Horizontalmente desde A

hasta B, y verticalmente desde A hasta C.

• La SUMA de ambos movimientos hizo que aterrizara en D.

• ¿Se animan a pensar ahora qué fuerza hizo viajar a la pelota en cada una de las dos direcciones?

Vayamos por partes... • Antes de arriesgar una

opinión, piensen bien en la situación inicial.

• Cuando le pegaron el golpe con el dedo, impulsaron la pelota en una dirección. ¿Cuál fue?

• Esta es UNA de las dos fuerzas que actúan sobre la pelota.

El componente horizontal

• ¡Sí! Ustedes empujaron la pelota hacia adelante, provocando el componente horizontal de su trayectoria.

• Ahora, falta dar cuenta de la otra parte: el componente vertical. ¿Qué fuerza es responsable de que las cosas caigan hacia abajo?

¿Alguien dijo "gravedad"?• No era difícil: la gravedad. La

gravedad es la fuerza de atracción que ejercen todos los cuerpos sólidos entre sí (unos con otros).

• En este caso, la Tierra atrae a la pelota hacia su centro (¡que siempre está abajo!)

• Pero ¿cómo es que la pelota, estando sometida a la fuerza de la gravedad, no se movía inicialmente?

¡A mover las neuronas! • Sencillo. ¡Porque la

mesa lo impedía!• La mesa estaba (sin

que nos diéramos cuenta) haciendo fuerza hacia arriba para sostener la pelota.

• ¿No lo creen? Aprieten el botón y hagamos un nuevo experimento.

Experimento entre dos • Sostengan una pelota bien

pesada con una mano y cierren los ojos. Pidan a un compañero que, sin avisarles cuándo, retire la pelota rápidamente. ¡Sentirán que su mano de inmediato sale disparada hacia arriba!

• Explicación: La pelota, atraída por la fuerza de la gravedad,

ejercía una fuerza hacia abajo, y la mano aplicaba una fuerza igual hacia arriba para compensar. El resultado era que la pelota estaba inmóvil, ¡pese a estar sometida a dos fuerzas!

Situación Inicial• Ahora estamos como al

principio.• La fuerza de gravedad está

equilibrada con la fuerza de reacción que ejerce la mesa, y la pelota está inmóvil.

• Le pegamos un golpecito y ¡sale disparada hacia adelante! La fuerza que provoca el desequilibrio de la situación es exclusivamente horizontal.

En Pleno Vuelo...• Ya en el aire, la fuerza de

reacción que ejercía la mesa desaparece de la escena.

• Al no haber nada que compense la atracción de la gravedad, esta fuerza "queda libre" y obliga a la pelota a caer, al mismo tiempo que la fuerza horizontal que aplicamos con el dedo la lleva hacia adelante.

¿Está claro ahora?• Finalmente, estas dos fuerzas

son las que contribuyen al movimiento de la pelota hasta que toca el suelo.Si le pegamos más fuerte, llegará más lejos, porque el componente horizontal será mayor, y al revés si le pegamos más despacio. Pero siempre podremos descomponer la trayectoria de la pelota en dos componentes: horizontal y vertical.El estudio de los objetos impulsados por una fuerza (generalmente horizontal), y sometidos a la gravedad, se llama balística.

¿Qué aprendí hoy?

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