¿Cómo se puede comparar la precisión de la balanza de brazos iguales con la de la romana?

TALLER

1. ¿Cómo se puede comparar la precisión de la balanza de brazos iguales con la de la romana?

2. ¿Cuál es la característica más relevante del movimiento pendular respecto al fenómeno de caída de los cuerpos?

3. Suponga que la velocidad de caída de un cuerpo depende de su peso, y estime la relación entre los tiempos de caída de dos cuerpos cuya relación de pesos es de 1 a 10.

4. ¿Cómo sería la velocidad de caída de los dos cuerpos unidos respecto a la velocidad de caída de los cuerpos en el caso anterior?

5. ¿Cómo se puede aprovechar el análisis del comportamiento de los cuerpos bajo la acción de la gravedad para proponer el concepto de inercia como fundamento de la mecánica?

6. ¿Por qué es necesario precisar el concepto el trabajo, y cómo se podría cuantificar?

7. ¿En qué principio se fundamenta el funcionamiento de la balanza romana?

SOLUCIÓN

1. La exactitud y precisión de la balanza romana no es muy grande, ya que depende de la calidad de los materiales con que ha sido fabricada y del calibrado de la barra y el pilón, ofrece la ventaja de que el pilón puede tener una masa mucho menor que el objeto a medir, dado que utiliza el principio de la palanca; en cambio La balanza de brazos iguales permite la comparación directa de pesos, y puesto que masa y peso (ambos en un mismo lugar de la Tierra) son magnitudes directamente proporcionales, constituye un instrumento apropiado de medida de masas.

2. La gravedad.  En el movimiento pendular (que también comprende Movimiento Armónico Simple), la fuerza que actúa sobre la partícula es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia éste, es decir,  es un tipo de movimiento oscilatorio ejecutado por una partícula a partir de un centro o punto de equilibrio; en cambio en la caída de los cuerpos se ejerce una fuerza inicial y ésta puede ser modificada por fuerza de rozamiento o fricción que presente el medio en el cual se aplicó dicha fuerza.

3.  Supongamos que los objetos con el peso relacionado sean los siguientes: Lápiz de peso 10 y una hoja de peso 1; La caída será más rápido de aquel que tenga mayor peso, por la ley gravitacional, puesto que a mayor peso, mayor será la atracción hacia el suelo.  

4. En este caso, sólo habría un tiempo puesto que el objeto con menor peso al estar unido al de mayor, caerán al mismo tiempo ambos atraídos por el suelo. A diferencia del caso anterior que se presentan dos velocidades, puesto que los cuerpos son independientes al caer en proporción a su propio peso.

5. Newton decía:”la fuerza ejercida entre dos cuerpos de masas  y separados una distancia  es proporcional al producto de sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia”, y el principio de la inercia de Galileo dice: "Si no se ejerce ninguna fuerza sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá en línea recta con velocidad constante"[pic 1][pic 2][pic 3]

6.  Se entiende por trabajo a la cantidad de fuerza multiplicada por la distancia que recorre dicha fuerza. Esta puede ser aplicada a un punto imaginario o a un cuerpo para moverlo. Se podría cuantificar mediante la siguiente fórmula:

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