Lectura – Caída de un resorte: magia o ciencia
El centro de gravedad es el punto en un cuerpo o sistema en el cual la totalidad del peso puede considerarse concentrada. En términos más técnicos, es el punto donde el momento total de la fuerza gravitacional sobre el cuerpo es igual a cero. En un objeto uniforme y simétrico, el centro de gravedad suele estar en el centro geométrico.
Algunas aplicaciones cotidianas donde es muy importante tomar en cuenta el centro de gravedad son por ejemplo:
- El diseño de vehículos: el centro de gravedad influye en la estabilidad y el manejo del vehículo. Un centro de gravedad bajo y bien distribuido contribuye a una mejor estabilidad, reduciendo el riesgo de volcaduras y mejorando el rendimiento en curvas.
- Aeronaves: Para las aeronaves, el centro de gravedad debe estar dentro de ciertos límites para asegurar un vuelo estable y controlado. Los ingenieros deben calcular cuidadosamente la distribución de la carga para mantener el centro de gravedad dentro de estos límites.
- Gimnasia: En gimnasia y otros deportes que implican equilibrio, el conocimiento del centro de gravedad es crucial. Los gimnastas ajustan continuamente su centro de gravedad para mantener el equilibrio y realizar movimientos precisos.
Como estos existen muchos ejemplos más.
Caída de un Slinky
El famoso juguete slinky (también llamado gusano o resorte) pareciera “flotar” en alire y desafiar las leyes de la física, sin embargo, la realidad es que es una manifestación visual clara del movimiento de su centro de gravedad, el cual, como debe ser, obedece las leyes del universo, tal como es la caída de los cuerpos.
El experimento consiste en sostener uno de sus extremos y permitir que el otro se expanda por sí solo por influencia de la gravedad, hasta llegar al equilibrio, donde deja de oscilar. Al soltar su parte superior, comienza a caer, de forma que se va comprimiendo, pero la parte inferior parece no moverse, como si lograra permanecer suspendida aún después de ser soltado; una vez que se ha comprimido por completo el resorte, caerá con normalidad como cualquier objeto, como un todo.
Analizando el siguiente video, podemos observar que cuando el resorte está estirado el centro de gravedad no está en el extremo inferior, sino un poco más arriba, y cuando se suelta el extremo superior la masa comienza a agruparse abajo, por lo que el centro de gravedad comienza a caer, siguiendo las ecuaciones de movimiento correspondientes, y cuando se ha comprimido todo y el centro de gravedad coincide con el centro geométrico del resorte, lo vemos moviéndose como un todo.
Para confirmarlo, podemos dejar caer un segundo objeto, como una pelota, desde la cima del resorte. Si el centro de gravedad no estuviera debajo de la cima, ambos objetos llegarían al suelo al mismo tiempo, pero está ubicado cerca del borde inferior, por lo cual, dejándolos caer desde la misma altura, llegará primero al suelo el resorte, pues su centro de gravedad está más cerca del suelo.
Continúa con la actividad “Sólidos y elasticidad“, al finalizar podrás seguir practicando con el Kahoot! “Elasticidad y ley de Hooke“
¡Mucho éxito!