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NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Leyes de Newton)

	EM5) Un coche se mueve por un camino rectilíneo. El gráfico indica su posición en función del tiempo. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
a) La fuerza resultante sobre el coche es constante. b) El coche disminuye su velocidad durante los primeros 40 minutos y luego vuelve, moviéndose cada vez más rápido. c) La fuerza resultante sobre el coche cambia de sentido en t = 40 minutos. d) La velocidad disminuye todo el tiempo durante los primeros 80 minutos. e) El coche aumenta su velocidad durante los primeros 40 minutos y luego frena hasta detenerse en t = 80 minutos. f) La velocidad cambia de sentido en t = 40 minutos.

Mirá, todas esas proposiciones entre las que tenemos que encontrar la única correcta son una sarta de pavadas. Pero la mejor manera de darte cuenta de eso es -nuevamente- que aprendas a hacer los gráficos cinemáticos encolumnados y en el orden correcto... en tándem.

Te voy contando cómo los hice yo... Resulta obvio que la gráfica de posición está integrada por dos arcos de curva diferentes: parecen ser primero un arco de parábola de tipo sonriente entre 0 y 40 min, y otro arco muy parecido al primero, pero de curvatura triste, de 40 a 80 min.

Me ocupo del primer tramo. Las velocidades correspondientes deben ser todas negativas, porque es obvio que la gráfica de posición habla de un movimiento de retroceso. Además, la inclinación de la curva es cada vez menor: empieza muy inclinada, y cuando se acerca a los 40 min está casi acostada. Eso implica que la curva de velocidad debe acercarse a 0 prograsivamente. Si los arcos son arcos de parábola, entonces, la curva de velocidad debe ser una recta.

Todo lo dicho lleva al segmento de recta oblicua ascendente que hice en el gráfico de velocidad (primer tramo).

El de aceleración es todavía más fácil. Una velocidad que aumenta (recta ascendente) se corresponde con una aceleración positiva... y en este caso constante. No te dejes confundir por el parentesco entre velocidad y rapidez. Es cierto que la rapidez -en el primer tramo- va disminuyendo... pero la velocidad está aumentando (no olvides que se trata de números negativos).

Vamos al segundo tramo. El movimiento sigue siendo de retroceso... de modo que las velocidades deben seguir siendo negativas. Ahora aumenta la rapidez: la gráfica de velocidad debe corresponderse con un segmento de recta oblicua descendente. Y el de aceleración -constante- un segmento de recta horizontal en algún valor negativo.

Hay varios detalles más, pero no quiero abrumarte. Buscalos vos. Analicemos brevemente las proposiciones. Todavía hay una cuestión importante que aclarar.

a) La fuerza resultante sobre el coche es constante. FALSO. Eso te lo muestra en forma patente el gráfico de aceleración. Siempre el gráfico de aceleración tiene la misma pinta que un gráfico de la fuerza resultante, porque ambos deben estar relacionados por la segunda ley de la dinámica, ΣF = m a, en el que la masa es constante y no altera la gráfica.

b) El coche disminuye su velocidad durante los primeros 40 min y luego vuelve, moviéndose cada vez más rápido. FALSO. En el lenguaje coloquial no hay distinción entre velocidad y rapidez... además, en el contexto en que está dicho, velocidad alude a la indicación del velocímetro del coche. Esa parte es aceptable, pero el comentario que contiene: y luego vuelve, es claramente contradictorio con el gráfico.

c) La fuerza resultante sobre el coche cambia de sentido en t = 40 min. VERDADERO. En un gráfico podés observar el cambio de sentido como un cambio de signo. La resultante siempre tiene el mismo sentido (y dirección, obviamente) que la aceleración... ya que la masa es positiva.

d) La velocidad disminuye todo el tiempo durante los primeros 80 min. FALSO.

e) El coche aumenta su velocidad durante los primeros 40 min y luego frena hasta detenerse en t = 80 min. FALSO.

f) La velocidad cambia de sentido en t = 40 min. FALSO.

Desafío: ¿En qué instante se frena el coche?