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Sistema de problemas teóricos para la enseñanza de la Física Mecánica



Subsistema 1.

Movimiento mecánico y peso de los cuerpos

Subsistema 2.

Leyes del movimiento mecánico

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Subsistema 3. Presión ejercida por los cuerpos sólidos combinado con los demás subsistemas.

Sin embargo, se ha establecido con seguridad que todos los cuerpos caen con la misma aceleración. ¿En qué consiste el error cometido por Aristóteles?

Soluciones a los problemas teóricos

La causa de que la punta del lapicero quede fuera cuando se oprime la parte superior, radica en la fuerza elástica que realiza el resorte, cuyo sentido es contrario a la fuerza provocada por el dedo. Una vez comprimido el resorte, la fuerza elástica ejercida por él no es capaz de vencer la fuerza que ejercen los salientes practicados en el repuesto.

Al apoyar el pie en el suelo y tratar de moverlo hacia atrás, la fuerza de rozamiento está dirigida hacia delante, con respecto al movimiento del pie, en la misma dirección y sentido del movimiento del cuerpo. Lo anterior significa que el apoyo del pie intenta moverse hacia atrás y la fuerza de rozamiento en sentido contrario, lo que indica que esta sigue cumpliendo con la característica de oponerse al movimiento, siempre que se analice correctamente sobre qué cuerpo está actuando.

Si se realizan los diagramas de fuerza para ambos casos, se hará evidente que en el caso de la carretera horizontal la fuerza de gravedad no actúa en la dirección del movimiento, en cambio, en la carretera inclinada, la fuerza de gravedad se "reparte" en las direcciones de la carretera y su perpendicular, debido a que la carretera forma un ángulo distinto de 90° con la dirección horizontal. Esta es la causa por la que no necesitamos gastar nuestras propias fuerzas, pues la acción gravitatoria nos regala un poco de la suya.

Es cierto que colocando otra piedra igual encima, la fuerza de gravedad que las hace caer debe aumentar al doble, pero en esa misma medida aumentará la masa y como a=F/m=2F/2M=a, la aceleración permanece constante. Dicho de otra manera, aunque no correctamente en dimensiones físicas: "lo que se gana en fuerza de gravedad se pierde en masa"

18. Al caminar por el hielo, el área que soporta el peso del cuerpo es la correspondiente a la de nuestros zapatos; en cambio, cuando se pasa la capa de hielo acostado, el área de apoyo corresponde a la de todo el cuerpo.

De la ecuación P=F/S, se deduce que la presión será mayor en tanto la fuerza se distribuya en un área menor, por lo que se deberá pasar acostado.

19. Cuando el hombre corre por la superficie del hielo, el tiempo que permanece en un tramo del mismo es muy corto y el hielo tiende a mantener su estado; merced de la Primera Ley del Movimiento no llega a combarse hasta que se destruya, es decir, la combadura del hielo está relacionada con la fuerza que actúa en la dirección del movimiento del hombre (F=m·a) y su peso. Por tanto, cuando el hombre está en reposo, la fuerza ejercida por él en la dirección vertical será mayor que en el caso que corre, e igual a su peso.

 

 

Autor:

Alexander Aguilar López