Speed
02 Dec, 2011
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PDFEscaping the tangent
PRESENTATION: A small ball may roll inside a ring resting on a horizontal surface, describing a circular movement due to the force exerted, directed towards the center of curvature. If a segment of the ring is removed, that force disappears and from that point the speed follows a rectilinear trajectory that is coincident with the tangent to the ring at the escape point.
- Launch of a Vehicle from a Ramp, Rod Cross, Phys. Teach. 49, 410 (2011)
- Tangential velocity of a mass on a string, R. D. Edge, Phys. Teach. 20, 558 (1982)
10 responses to "Speed"
Esta es una forma gráfica de ver algo que todos hemos aprendido en algún momento al estudiar el movimiento circular uniforme: la velocidad es tangente a la trayectoria. Con este simple experimento, los alumnos van a recordar este dato y entender como se saldría un coche una curva.
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Este experimento é fantástico, unha vez visto entendese a perfección que a velocidade dun movemento circular é tanxencial a traxectoria. Eu creo que o efecto vese mellor cun aro no que unha das partes se poda separar no medio do xiro da pelota e pódese marcar a traxectoria que o móbil seguirá unha vez estea libre. Ademais con esta montaxe se pode repetir facilmente en casa polos alumnos. Se non como outra alternativa pódese facer cunha pelota atada a unha corda, facela xirar polo chan para que o vexan sobre un plano xy e soltala nun momento.
Con este experimento se pode traballar as ideas previas dos alumnos e debuxar as diferentes traxectorias que seguirá o móbil unha vez se lle solte. Isto poden debuxalo os alumnos nun esquema na pizarra con xices de cores e ver cantas opcións pensan que poden pasar.
Este es un experimento que, tal y como se ha comentado ya, es muy sencillo y muy ilustrativo de la típica descomposición de fuerzas en un movimiento circular. Pienso que además podría ser interesante utilizar de alguna manera dos aros concéntricos de forma que pudieran girar dos bolas, una en el aro interno (radio menor) y otra en el externo (radio mayor), de forma que se pudiese visualizar, además, que la velocidad tangencial depende del radio o distancia al eje. Cuanto más cerca al eje, menor velocidad tangencial tendría la bola.
El aikido, un arte marcial de origen japonés, se fundamenta en gran medida en la neutralización de ataques habitualmente rectilíneos mediante su conversión en movimientos circulares que, en ocasiones, terminan en un nuevo movimiento rectilíneo que aleja el ataque de su objetivo. En este vídeo, a partir del minuto 12:30, podemos escuchar algunas explicaciones al respecto. En este otro vídeo podemos observar una técnica de este arte marcial en la que se pone en práctica el principio que se pretende explicar con esta actividad. Utilizar este ejemplo en una clase de Física de ESO o Bachillerato ayudaría a los alumnos a reparar en aplicaciones de la Física presentes en ámbitos de nuestra vida totalmente insospechados.
Esta applet en castellano de la Universidad Politécnica de Valencia creada por Isabel Salinas Marín y Marcos H. Giménez Valentín, es un estupendo recurso para visualizar movimientos bidimensionales. Si seleccionas dentro de su biblioteca de movimientos el “circular uniforme” verás reproducida la experiencia del vídeo y podrás observar cómo la velocidad es siempre tangencial a la trayactoria.
Con este experimento se aclara muy visualmente el concepto vectorial de la velocidad y como en un movimiento circular esta es tangente a la trayectoria. También serviría de alguna forma para explicar el concepto de fuerza centrípeta y centrífuga.