NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Movimiento uniformemente variado)
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NMS c3.53*- Dos cuerpos se mueven, uno en
caída libre (A) y otro en tiro vertical hacia arriba (B). Entonces
se verifica que:
a) A tiene aceleración positiva y B negativa;
b) B tiene aceleración positiva y A negativa;
c) las aceleraciones de los cuerpos dependen de sus masas;
d) ambos tienen aceleración “g”;
e) sólo uno de los dos es atraído por la Tierra;
f) si ocurriera en el vacío tendrían un movimiento uniforme. |
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* Este ejercicio está modificado respecto del que figura en la Guía de Ejercicios.
Empecemos por fijar la idea del tipo de movimiento que realiza cada cuerpo. Ambos están animados de lo que llamamos movimiento libre vertical, eso quiere decir que la trayectoria es vertical y que durante el vuelo nadie los acompaña ni los toca ni los nada.
En realidad, para que esto suceda así, deberíamos quitar el aire que, al rozar con los objetos, los frena un poco. Pero habitualmente y para desplazamientos pequeños (digamos hasta 8 o 10 metros) podemos despreciar ese efecto de frenado.
Acá va un esquema que refuerza al enunciado: |
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Acá están los dos cuerpos: el A bajando y el B subiendo. No importa con qué velocidad se muevan: todo lo que diremos sobre ellos será independiente de la velocidad con la que se muevan.
Vamos con las proposiciones: |
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a) A tiene aceleración positiva y B negativa. FALSO. Ambos tienen la misma aceleración, que vale 9,81 m/s2, g, cuyo signo dependerá sel sistema de referencia, SR, que elijas para describir el movimiento. Por ejemplo: si elegís un SR que apunta hacia arriba ambos tendrán aceleración negativa. Y si elegís un SR que apunta hacia abajo ambos tendrán una aceleración positiva. Por lo tanto y dependiendo del SR elegido, los dos tendrán aceleración positiva o los dos negativa. Nunca uno de cada signo. No importa qué esté haciendo el cuerpo... el signo de su aceleración viene dado por el SR. |
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b) B tiene aceleración positiva y A negativa. FALSO. Vale exactamente lo mismo que te dije en el ítem anterior. Pero avancemos un poco más. Supongamos que elegimos un SR que apunta haca arriba. En ese caso ambos cuerpos, tanto el que sube como el que baja, tendrán aceleración negativa. ¿Qué quiere decir eso? Veamos:
El cuerpo A baja, o sea tiene una velocidad negativa (y una aceleración negativa) o sea su velocidad y su aceleración tienen el mismo signo (o sea: el mismo sentido). Entonces debe ir cada vez más rápido (algo que cualquiera puede predecir).
El cuerpo B está subiendo, o sea su velocidad es positiva (acordate que estamos analizando el movimiento con us SR que apunta hacia arriba), y su aceleración es negativa. Cuando un cuerpo tiene la velocidad de signo contrario que su aceleración (sentidos opuestos) entonces se estará frenando (alqo que cualquiera puede predecir). |
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| c) Las aceleraciones de los cuerpos dependen de sus masas. FALSO. El valor de la aceleración de los cuerpos libre es el mismo para todos, independientemente de su masa. Vale 9,81 m/s2. Este asunto espinoso planteado por primera vez por Galileo Galilei recién tuvo una resolución aceptable cuando Isaac Newton logró explicarlo en base a la Teoría de la Gravitación Universal. Si despreciamos la interacción con el aire cae con la misma aceleración un hipopótamo o una botella de cerveza artesanal (?). |
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| d) Ambos tienen aceleración “g”. VERDADERO. Ya te lo digo, el motivo recién vas a poder abordarlo cuando te adentres en la Dinámica y el la Ley de Gravitación Universal. Pero hasta entonces debés adoptarlo como un hecho fáctico: así ocurre, aunque no sepas por qué. Todos los cuerpos que se muevan para donde se muevan, pero lo hagan libremente (en las cercanías de la superficie de la Tierra) lo hacen con la misma aceleración, g, que es vertical y apunta hacia abajo. |
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| e) Sólo uno de los dos es atraído por la Tierra. FALSO. Tanto el que sube como el que baja son atraídos por la Tierra. La fuerza con que los atrae solemos llamarla peso, que es el nombre vulgar que le damos a la fuerza de atracción gravitatoria (un nombre un poco más paquete). El valor de la fuerza peso sí depende de la masa de cada cuerpo. Sin embargo la aceleración que les produce es la misma en cualquier caso. |
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| f) si ocurriera en el vacío tendrían un movimiento uniforme. FALSO. Si los movimientos ocurrieran en el vacío se moverían de la misma manera que en el aire, con la misma aceleración. La fuerza gravitatoria (o sea el peso) no hay cómo apantallarla, no hay cómo hacerla desaparecer, no hay cómo esconderse de ella. |
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| DESAFIO: Hacé la misma descripción y análisis del caso que hice y en el ítem b) pero con un sistema de referencia que apunte hacia abajo. Por supuesto, las conclusiones deben ser exactamente las mismas. |
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Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización oct-13. Buenos Aires, Argentina. |
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