Combinación de fuerzas
Gabriel Gellon
Por qué esta secuencia
Pensar en objetos que no interactúan con nada o sobre los cuales actúa una única fuerza es muy conveniente, pero poco realista. En general, múltiples fuerzas actúan sobre un mismo objeto, y es importante tener claras las reglas (por más simples que sean) de la superposición de fuerzas. Podemos explorar convenientemente estos temas como sumas y restas de fuerzas (dejando la naturaleza vectorial de las fuerzas en su totalidad para más adelante). Esto nos permite arribar a la importante idea de “resultante” o “fuerza neta” y explorar los efectos de fuerzas de grandes importancias práctica y conceptual. La normal es una idea elusiva pero central para comprender otras fuerzas (como el rozamiento). Esta secuencia nos ayuda a dar un paso pequeño pero real hacia una mirada científica más sofisticada de la realidad y cierra un arco temático iniciado con el principio de inercia y que atraviesa varias otras secuencias.
Contenidos de enseñanza
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Experimentamos con la combinación de fuerzas
Con experimentos mentales y reales analizamos cómo se combinan matemáticamente fuerzas que actúan en la misma dirección. Vemos que sus magnitudes se suman cuando actúan en el mismo sentido y se restan cuando actúan en sentidos contrarios.
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Fuerzas y resortes
Estudiamos el comportamiento de resortes frente a fuerzas de compresión y estiramiento (incluido un experimento de ley de Hooke) con su enorme potencial para comprender otros fenómenos elásticos, como la compresión de sólidos y la fuerza normal.
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Fuerza normal, fuerza viscosa y empuje
Pensamos intuitivamente a las fuerzas como algo que un agente activo ejerce y a veces nos sorprende que objetos inanimados o inmóviles puedan ejercer fuerzas. Exploramos un puñado de esas situaciones que en ocasiones desafían nuestro sentido común. Hacemos hincapié en la fuerza normal, de gran importancia para comprender y cuantificar muchos fenómenos físicos (como el rozamiento).
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Rozamiento y cierre
Abordamos especialmente el rozamiento estático, una fuerza que, interesantemente, aumenta en respuesta a otra fuerza hasta cierto punto. Ofrecemos una fórmula empírica para este “punto de quiebre”. Al final incluimos una discusión de cierre no solo de esta secuencia sino de todo el arco temático de fuerzas y movimiento con un fuerte énfasis en la naturaleza de la ciencia.
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Acerca de los autores
Gabriel Gellon
Biólogo, docente, divulgador. Expedición Ciencia. Buenos Aires, Argentina.
Revisada por
Paula Caral (Universidad de Buenos Aires)
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