BART FRENTE A NEWTON (parte 1) FÍSICA4º ESO DINÁMICA Ángel L. Pérez

1- EL PESO Y LA NORMAL 0/ ¡Eso si que es cálculo infinitesimal! BART SIMPSON 0/ NEW 0 BAR 0 Ayúdame, no se me dan bien las mates. ¡Mira mi último examen!

¿Cuál es el peso de esta bolsa de dinero de 500 g? ¡Esta es fácil chaval! ¡madre mía! ¡Toma ya! 1-0 y sin despeinarme... Pues medio kilito ¡ja, ja!

¿Cuál es el peso de esta bolsa de dinero de 500 g? El peso es un vector de módulo P = mg NEW 1 BAR 0 ¡ups! La masa es un escalar y el peso es un vector fuerza Así que... P = (0, -mg) = (0, - 4.9) N Siempre se dirige hacia el centro de la Tierra

¿Cuál es el peso de esta bolsa de dinero de 500 g en la Luna? gL = 1/6 g = = 1.6 ms-2 Eso está mejor Simpson, volvamos a la Tierra NEW 1 BAR 1 ...el peso depende del planeta en el que estemos, y la masa no P = (0, -mgL) = (0, - 0.8) N dirigido hacia el centro de la Luna

¿Qué pasa cuando colocamos la bolsa en una báscula? P = (0, - 4.9) N N = (0, 4.9) N R = (0, 0) N No exactamente Peso ≠ masa la Fuerza Normal es la reacción de la báscula ¡Mi 3ª ley! ¡Fácil, pesamos la bolsa! Y medio kilito de pasta “al dente” 500 R = P + N = (0, 0) equilibrio (0, -mg) + (0, N) = (0, 0) Eje x→ no ec. Eje y→ -mg + N = 0 → N = mg

¿Qué pasa cuando colocamos la bolsa en una báscula? P = (0, - 4.9) N N = (0, 4.9) N R = (0, 0) N Te lo explicaré con una pregunta: ¿qué pasa si ejercemos una fuerza hacia arriba? ¿La Normal? ¡Multiplícate por cero! ¿ Para qué tanto lío? 500

¿Qué pasa cuando colocamos la bolsa en una báscula? P = (0, - 4.9) N N = (0, 4.9) N R = (0, 0) N Eso me decían en mi época, pero intenta pensarlo ¿Explicas con preguntas? Eres un tío muy raro, déjame ver... 500

¿Y si ejercemos una fuerza hacia arriba? Depende del módulo de la fuerza ejercida Pues la bolsa se levanta ??? R = P + N + F = (0, ?) (0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?) Eje x→ no ec. Eje y→ -mg + N + F = 0 → N = mg - F

R = P + N + F = (0, ?) (0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?) Si F < P → N > 0 → Equilibrio (? = 0) NO SE LEVANTA Si F = (0, 2.5) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 2.4) N R = (0, 0) N Si el módulo de la fuerza ejercida es menor que el peso, no se levanta NEW 2 BAR 1 Hay equilibrio y ¡la Normal se adapta! Como F < P → R = P + N + F = (0, 0) (0, -4.9) + (0, N) + (0, 2.5) = (0, 0) Eje x→ no ec. Eje y→ -mg + N + F = 0 → N = mg – F = 4.9 – 2.5 = 2.4 N ???

¿Qué masa medirá la báscula, sr. Simpson? Si F = (0, 2.5) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 2.4) N R = (0, 0) N La báscula sufre un peso efectivo (la Normal) menor al peso real de la bolsa y mide una “masa aparente”: N = F – mg = map g → map = N/g ¿Qué masa medirá la báscula, sr. Simpson? Seguro que disminuye, es el truco que utilizo en la tienda de caramelos 244.9

es la madre de la Ciencia... ¡Y me llamo Newton! Si F = (0, 2.5) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 2.4) N R = (0, 0) N La báscula sufre un peso efectivo (la Normal) menor al peso real de la bolsa y mide una “masa aparente”: N = F – mg = map g → map = N/g La experiencia es la madre de la Ciencia... ¡Y me llamo Newton! NEW 2 BAR 2 ¡Toma! ¿quién es el genio ahora, Einstein? 244.9

R = P + N + F = (0, ?) (0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?) Si F > P → Saldría N < 0 (no tiene sentido) SE LEVANTA aceleradamente Si F = (0, 7.5) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 0) N R = (0, 2.6) N ¿ Y si el módulo de la fuerza ejercida es mayor que el del peso? No hay equilibrio 2ª Ley, la bolsa se acelera y no hay normal Como F > P → R = P + F = (0, ma) (0, -4.9) + (0, 7.5) = (0, 0) Eje x→ no ec. Eje y→ -mg + F = ma → a = F/m – g = 15 – 9.8 = 5.2 ms-2

R = P + N + F = (0, ?) (0, -mg) + (0, N) + (0, F) = (0, ?) Si F = P → Saldría N = 0 Equilibrio y ¿qué marcaría la báscula? Si F = (0, 4.9) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 0) N R = (0, 0) N ¿ Y si el módulo de la fuerza ejercida es igual que el del peso? NEW 2 BAR 3 A ver... hay equilibrio entre el peso y la fuerza y no hay normal Como F = P → R = P + F = (0, ma) (0, -4.9) + (0, 4.9) = (0, 0) Eje x→ no ec. Eje y→ -mg + F = ma → a = F/m – g = 9.8 – 9.8 = 0 ms-2

¡Ya sé más Física que Sir Isaac! Si F = (0, 4.9) N P = (0, - 4.9) N N = (0, 0) N R = (0, 0) N A hombros de Gigantes... NEW 2 BAR 3 ¡Ya sé más Física que Sir Isaac!

Ahora tu eres Bart (Actividades) Coge una bolsa de dinero de 750 g y repite todos los razonamientos Repite el problema entero en la luna ¿Qué le ocurre al peso si duplicamos la masa? ¿Y a la masa si reducimos a la mitad el peso? La gravedad varía ligeramente en distintos lugares de la Tierra. Utiliza la siguiente tabla para calcular tu peso en cada lugar. Razona cómo será tu peso si montas en un ascensor con la báscula y: Sube a velocidad constante. Baja a velocidad constante. Frena para detenerse. Acelera para subir. Hazte Gigante... ¡Ánimo, sigue mis pasos! Lugar g (m/s2) Polo Norte 9,832 Groenlandia 9,825 Madrid 9,799 Bermudas 9,789 Panamá 9,782

CONTINUARÁ... Bart, soy tu padre (he creado un monstruo) ¡Qué la Fuerza (Resultante) te acompañe!