TRABAJO SOBRE ESTÁTICA – DINÁMICA

TRABAJO SOBRE ESTÁTICA – DINÁMICA

Por la experiencia en la enseñanza de la Física, los alumnos precisan métodos cada vez más sencillos e ingeniosos que acerquen e incentiven a tales alumnos al conocimiento de las Ciencias.

Procedo a detallar dos casos, en el primero presento cuatro ejemplos en los cuales se trabaja los ejercicios de Estática y Dinámica ya no en función a las fuerzas como habitualmente se hace, sino la resolución de dichos ejercicios a través del análisis de las aceleraciones.

En el segundo caso, propongo una fórmula que permita a los alumnos el cálculo directo de la velocidad final de un móvil que se desplaza por un plano inclinado sin tener que utilizar todos los cálculos que usualmente se realizan en los temas de Trabajo y Energía.

CASOS I

Ej. 1.- Calcular la aceleración de los bloques mostrados (considerar la superficie lisa).

[pic 2][pic 1]

Solución:

Antes de proceder a resolver tendremos que considerar lo siguiente:

• La tensión de la cuerda sabemos que es la misma para ambos cuerpos pero también originará dos aceleraciones distintas tanto en magnitud como en sentido. Las magnitudes de estas aceleraciones son inversamente proporcional a la masa del cuerpo que está aplicada; así si la masa 1 es 4 veces la masa 2, la aceleración de la masa 2 será 4 veces la aceleración de la masa 1.

• La fuerza aplicada sobre la masa 2 ( F ), le está aplicando, a dicha masa, una aceleración de 80 m/s2  ( a = F/m).

Colocamos los vectores aceleración sobre cada uno de los bloques:

     [pic 4][pic 3]

Así, como los bloques se van a mover a la misma aceleración:

Para la masa 1:                      a1 = ar

Para la masa 2:                      a2 – a = ar                                     4 a1 – 80 = ar  (me parece que la resta es en orden inverso)[pic 5]

Igualando ambas ecuaciones:      ar = 16 m/s2

[pic 7][pic 6]

Ej. 2.- Calcular la aceleración de los bloques mostrados.

[pic 9][pic 8]

Solución:

Colocamos los vectores aceleración sobre los cuerpos y consideramos la aceleración de la gravedad como 10 m/s2:

[pic 11][pic 10]

 Así, como los bloques se van a mover a la misma aceleración:

Para la masa 1:                      a2 - g = ar                                         3 a1 – g = ar[pic 12]

Para la masa 2:                      g – a1 = ar                                    

Igualando ambas ecuaciones:      ar = 5 m/s2

[pic 14][pic 13]

Ej. 3.- Calcular la aceleración de los bloques mostrados (considerar la superficie lisa).

[pic 16][pic 15]

Solución:

Colocamos los vectores aceleración sobre cada uno de los bloques y descomponemos el vector aceleración de la gravedad:

[pic 18][pic 17]

Así, como los bloques se van a mover a la misma aceleración:

Para la masa 1:                      g.sen37º - a1 = ar

Para la masa 2:                      a2 + g.sen37º = ar                                     4 a1 + 6 = ar[pic 19]

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