Balance
07 Mar, 2010
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PDFWith a bottle
PRESENTATION: A rigid body stands in equilibrium if the vertical of the center of mass lies to the vertical of its basement.
- A dramatic demonstration of stability, Thomas D. Rossing, Phys. Teach. 24, 482 (1986)
- Center of gravity and stability, Russell B. DeVore, Phys. Teach. 16, 506 (1978)
9 responses to "Balance"
Esta experiencia aunque es muy simple también resulta muy vistosa. Además, este tipo de botellero es muy fácil de encontrar en las tiendas. El fenómeno representado en este vídeo puede referenciarse a lo que ocurre con la Torre de Pisa y el por qué no se cae.
En este vídeo estamos observando el concepto de centro de gravedad, que es el punto donde se aplica la resultante de las fuerzas gravitatorias ejercidas en un cuerpo. A simple vista podría parecer que el equilibrio de la botella de vino sobre ese soporte es imposible, pero si calculamos la posición del centro de gravedad del sistema, observamos que este se sitúa en la vertical del punto de apoyo y por tanto el conjunto está en equilibrio. Este mismo concepto puede aplicarse a otras situaciones presentes en esta misma web, como la torre de Pisa o una lata de refrescos. Sin embargo, otro experimento sencillo e impactante para tratar este concepto en las aulas, puede ser el de la vela oscilante, en el que se observa de forma intuitiva cómo afecta la variación de la posición del centro de gravedad (link).
Con este exercicio pódese comprobar que o equilibrio neste caso da botella depende do centro de gravidade do corpo que é o punto respecto o cal as forzas que a gravidade exerce sobre os diferentes puntos materiais que constitúen o corpo producen un momento resultante nulo. Como exemplos respecto o equilibrio e o centro de gravidade temos o deseño dos coches de carreiras de alta velocidade, que teñen pneumáticos e centros de gravidade próximos o chan. A posición do centro de gravidade no corpo humano teñen efectos sobre certas capacidades físicas por exemplo para as mulleres é mais doado dobrarse e tocar os dedos dos seus pes ca os homes que solen caer o intentar facelo, xa que, o centro de gravidade atopase na pelve, e nas mulleres esta mais baixo debido a que posúen unha pelve mais ancha, coxas mais pesadas e pernas mais curtas.
Existe un ejercicio para que los alumnos sientan este principio físico en sus propias carnes. Se trata de apoyarse en la pared con la espalda y rodillas dobladas a 90º. Se observa el principio cuando les mandamos ponerse de pie sin ejercer impulso. Esto es imposible puesto que el centro de masas no está alineado con el punto de apoyo.
Otra forma experimental de ver este principio es darles una figura en 2D irregular y mandarles apoyarlo únicamente sobre un dedo. Aprenderán así el significado real del centro de masas que tendrán que hallar.
Cuando el centro de masas se encuentra encima del punto de apoyo, se obtiene un equilibrio inestable, en cambio, si el centro de masas está debajo del punto de apoyo, el equilibrio es estable. En el siguiente vídeo explican este hecho, y lo estudian con ayuda de una muñeca equilibrista.
El centro de gravedad de un cuerpo es el punto donde aplicada una sola fuerza vertical se podrían equilibrar todas la fuerzas de gravedad que actúan en dicho cuerpo. Esta aplicación interactiva desarrollada por Geogebra permite a los estudiantes explorar como la posición del centro de gravedad y la anchura de la base de un objeto afectan a su estabilidad.
Es un experimento muy sencillo pero mediante el cual será muy fácil explicar en clase lo que es centro de masas (centro de gravedad), punto de apoyo y equilibrio. Entender que se da el equilibrio ya que el centro de masas se encuentra en la vertical del punto de apoyo.
Tamén sería interesante facer a proba con outros tamaños de botella… Xa veño que se fixo con unha botella de Sidra do Gaiteiro… de vidro máis gordo que unha bordelesa ou unha rhin, por exemplo.