EXPERIENCIA
Nº 10
“APRENDAMOS
ACERCA DE LA ESTÁTICA”
APRENDIZAJE
ESPERADO:
Demostrar que al
levantar una mochila podremos discernir la función que cumple la
estática.
FOCALIZACION:
Ø ¿Qué
es estática?
La estática es la rama
de la mecánica clásica que analiza las cargas (fuerza, par / momento) y estudia
el equilibrio de fuerzas en los sistemas físicos en equilibrio estático, es
decir, en un estado en el que las posiciones relativas de los subsistemas no
varían con el tiempo.
Ø ¿En
qué momentos de tu vida reconoces la estática?
Los contenidos de la
Estática están desarrollados desde el
ojo que observa el universo que nos rodea, constituido éste por los objetos
naturales y por los artificiales creados por el hombre, y lo incorpora a la
enseñanza de las ciencias. Esto quiere decir que esta parte de la Física, la Estática,
no se la mira aislada, sino integrada en ese universo.
Por otra parte, la
estrategia didáctica que se utiliza está centrada en la resolución de
situaciones problemáticas, sin dejar de lado, en el momento correspondiente y
de acuerdo con los objetivos de aprendizaje que se propongan, a la resolución
de problemas y a los ejercicios.
HIPOTESIS:
Si sujetamos una mochila con cuerdas formando ángulos muy pequeños, entonces
podremos observar la presencia de la estática.
EXPLORACION:
MATERIALES:
Ø Una
mochila
Ø Una
cuerda
PROCEDIMIENTO:
Ø Ataremos
un cordel a la mochila de modo que de ésta salgan dos cabos de cuerda de
igual longitud.
Ø Posaremos
la mochila en el suelo.
Ø Cogeremos
cada cabo con una mano y trataremos de levantar la mochila tratando de que las cuerdas
formen un ángulo muy pequeño entre ellas.
Ø Una
vez conseguido, repetiremos el ensayo pero separando nuestros brazos para que
ahora el ángulo entre las cuerdas sea obtuso.
Ø Intentaremos
su alzada.
REFLEXION:
Ø ¿Se
logró levantar la mochila? ¿Por qué?
Sí, porque gracias a la
estática, se mantuvo en su mismo lugar, más no cayó como en la otra situación
presentada cuando fue sujetada a la cuerda.
Ø ¿En
qué momento podemos observar la presencia de la estática?
En la segunda parte, cuando sujeta en medio de la cuerda
a la mochila, y esta no cae, ni presenta movimiento alguno.
APLICACION:
Ø ¿Una
fuerza actuando sobre un objeto se representa mediante una flecha cuyo origen
se sitúa sobre el objeto?
Falso.
Ø ¿Las
fuerzas al igual que la masa o el tiempo son magnitudes físicas que sólo
necesitan un número para quedar perfectamente definidas?
Falso.
“APRENDAMOS
SOBRE EL CENTRO DE GRAVEDAD”
APRENDIZAJE
ESPERADO:
Conseguir un equilibrio entre tres varillas, con
un solo punto de apoyo en cada una y constituir una base para colocar cualquier
objeto.
FOCALIZACION:
Ø ¿Qué es centro de
gravedad?
Es el punto de aplicación de la resultante de todas
las fuerzas de gravedad que actúan sobre las distintas porciones materiales de
un cuerpo, de tal forma que el momento respecto a cualquier punto de esta
resultante aplicada en el centro de gravedad es el mismo que el producido por
los pesos de todas las masas materiales que constituyen dicho cuerpo.
Ø ¿Cuáles son las
propiedades del centro de gravedad?
La resultante de todas
las fuerzas gravitatorias que actúan sobre las partículas que constituyen un
cuerpo puede reemplazarse por una fuerza única, Mg, esto es, el propio peso del
cuerpo, aplicada en el centro de gravedad del cuerpo. Esto equivale a decir que
los efectos de todas las fuerzas gravitatorias individuales (sobre las
partículas) pueden contrarrestarse por una sola fuerza, −Mg, con tal de que sea
aplicada en el centro de gravedad del cuerpo, como se indica en la figura.
Un objeto apoyado sobre
una base plana estará en equilibrio estable si la vertical que pasa por el
centro de gravedad corta a la base de apoyo. Lo expresamos diciendo que el c.g.
se proyecta verticalmente (cae) dentro de la base de apoyo.
Además, si el cuerpo se
aleja ligeramente de la posición de equilibrio, aparecerá un momento
restaurador y recuperará la posición de equilibrio inicial. No obstante, si se
aleja más de la posición de equilibrio, el centro de gravedad puede caer fuera
de la base de apoyo y, en estas condiciones, no habrá un momento restaurador y
el cuerpo abandona definitivamente la posición de equilibrio inicial mediante
una rotación que le llevará a una nueva posición de equilibrio.
HIPOTESIS:
Si logramos obtener en equilibrio las tres varillas,
entonces podremos observar el centro de gravedad.
EXPLORACION:
MATERIALES:
Ø 3
vasos de precipitados.
Ø 3
varillas.
PROCEDIMIENTO:
Colocaremos los tres
vasos (pueden servir tres soportes cualesquiera, de la misma altura) formando,
aproximadamente, un triángulo equilátero.
Apoyaremos cada varilla en un vaso e iremos
estructurando los apoyos de manera que el extremo de la primera se apoye en la
segunda, el de la segunda en la tercera y el de ésta en la primera.
REFLEXION:
Ø ¿Es posible mantener en
equilibrio tres varillas sostenidas por tres vasos, una sobre otra?
Si, gracias a la gravedad.
Ø ¿Se logró observar el
centro de gravedad? ¿Por qué?
Sí, porque al poner las tres varillas, sin ser
sostenidas por ninguno de los vasos, ninguna se cayó.
APLICACIÓN:
Ø ¿Es verdad que la
gravedad es la más débil de todas las fuerzas? Ejemplo
Sí. La gravedad es mucho más débil que el resto de
las fuerzas, mucho más incluso que la fuerza débil a pesar de su nombre. Veamos
dos ejemplos. Todos hemos jugado con imanes y seguramente tenemos alguno en la
nevera, simplemente dejad en el suelo un alfiler y probad a levantarlo con el
imán. El alfiler será atraído por el imán y se quedará pegado a él. Lo que está
ocurriendo es que con un simple imán conseguimos vencer la fuerza de la
gravedad, creada por toda la tierra atrayendo al alfiler.
Ø ¿Sería posible
contrarrestar la gravedad? ¿Se puede crear un ambiente de gravedad cero?
Si estás pensando en un traje o una nave con
anti-gravedad como en los relatos de ciencia ficción. No. Eso no es posible.
Como no existen las cargas ‘positivas’ de gravedad como si ocurre con el
electromagnetismo no podemos apantallar la gravedad. La gravedad está ahí y no
podemos evitarla. Lo que sí que es posible hacer es crear condiciones de
ingravidez, para ello solo tenemos que introducirnos en un avión como en el que
realizan los entrenamientos los astronautas o en la estación internacional (ISS).
Ambos tienen en común que están en caída libre.
