NO ME SALEN
  PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC
  (Movimiento uniformemente variado)

 

manolito

 

17) Represente gráficamente aceleración en función del tiempo para una persona que salta repetidamente sobre una cama elástica.  

Lógicamente, estamos en No me salen: no voy a hacer solamente el gráfico de aceleración... a qué estamos jugando. Te voy a hacer los tres gráficos de cinemática, en el orden correcto y en tándem, o sea, encolumnados y con una misma escala de tiempo. Vas a ver que -lejos de complicarte la vida- te aclara mucho más la situación cinemática que estás enfrentando. Acá vamos:

  
Cinemática - No me salen - Ricardo Cabrera

Representé tres saltos y sus rebotes. Puse la lona de la cama elástica en el cero de las alturas. Las franjas amarillas, entonces, nos representan los saltos en el aire y las franjas verdes los rebotes mientras la persona está en contacto con el elástico.

Lo que a vos te tiene que preocupar es únicamente la parte "libre", sombreada en amarillo. El ejercicio está puesto sólo para eso, ya que lo que ocurre en contacto con la lona es un tipo de movimiento que vos no estudiás. Yo igual te voy a comentar algo sobre el asunto.

Vamos al movimiento libre: se trata de un MRUV con aceleración constante y -según el SR que elegí- negativa. Todos los cuerpos, independientemente de su masa, cuando se mueven libremente (sin que nadie los toque) lo hacen con esa aceleración llamada aceleración de la gravedad, g.

 

 

El gráfico de aceleración, por lo tanto, debe mostrar segmentos horizontales que representan esa aceleración constante. Ahora mirá el de velocidad. Si la aceleración es constante la variación de velocidad es uniforme. Eso implica que las gráficas de velocidad correspondientes a los tramos libres (la persona en el aire, franjas amarillas) deben ser rectas oblicuas; y como la aceleración es negativa, las rectas oblicuas son descendentes.

Ahora tratá de extraerle la lógica: cuando la persona sale disparada hacia arriba su velocidad es alta y positiva. Va disminuyendo y en algún momento se hace cero (fijate en el gráfico de posición, que eso ocurre justo cuando llega a la altura máxima), luego la velocidad cambia de signo porque empieza a apuntar hacia abajo... y va creciendo el módulo hasta llegar a la lona con una rapidez igual a la que tenía al salir hacia arriba.

La gráfica de posición (franjas amarillas) se explica sola. Se trata de parábolas de concavidad negativa (tristes; si hubiese elegido un SR positivo hacia abajo tendría que haber dibujado parábolas sonrientes).

Hasta aquí llegó el asunto importante del ejercicio. Lo que sigue cae más en el rubro de la chismología que de otra cosa. Pasemos a los intervalos en contacto con la cama elástica (franjas verdes). No se trata de un movimiento catalogado, o típico, que suela estudiarse en los textos de Física. Podríamos acotarlo bastante si supusiésemos que la cama se comporta como un elástico ideal. Aún así, la aceleración del movimiento no sería constante, ni siquiera variaría uniformemente. Las gráficas de aceleración, de velocidad y de posición serían arcos de seno (de la función seno).

Me preocupé por representarlas lo más parecido a lo que tendrían que ser en la realidad. Cuando hayas estudiado dinámica, y todavía mejor: si alguna vez en tu vida estudiás fuerzas elásticas y movimientos armónicos, te recomiendo que vuelvas a mirar los gráficos éstos... y prometo extraerte una sonrisa. Hasta entonces.

  Cinemática - No me salen - Ricardo Cabrera
     

Desafío: Rehacer los tres gráficos (sólo la parte del salto libre) pero con un SR positivo hacia abajo.

  Ricardo cabrera

 

 
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