Lo normal es indagar un poco algunos textos y ejercicios resueltos de material pasado, derivando de allí algunos planteamientos que puedan adecuarse a los temas impartidos y, con algunas modificaciones adicionales en las magnitudes y unidades utilizadas, presentarles a mis jóvenes de 2do de Media los problemas a resolver en prácticas o exámenes.
El Miercoles pasado tuvimos un pruebín para el cual me fue imposible encontrar alguna referencia interesante para el tema Momento de Fuerza, por lo que tuve que desarrollar el siguiente planteamiento, presentado aquí con su solución por si a alguno le interesa estudiarlo luego:
- Un muro secreto de 4m de ancho en un misterioso castillo puede girar si se le aplica justo en el borde exterior una fuerza de 185 N; no menos. Cuando gira, revela un fosa infestada de cocodrilos hambrientos. El inspector Sherlock Holmes no se dá cuenta de la trampa, y se apoya justo en el borde generando con su fuerza un momento (M) de 738 Nm ¿Será el fin del inspector Holmes?
Bueno, lo primero que debo hacer, como siempre les recuerdo, es leer bien el planteamiento. Leer el problema con detalle para identificar alguna característica que deba ser tomada como magnitud para trabajar con ella, o simplemente como referencia. Por ejemplo, en este caso, la fuerza con la que el muro llega a abrir (185 N) es una referencia que me dá el planteamiento, no una magnitud que deba utilizar en el cálculo de la solución.
Otro aspecto que buscaba con este problema era ponerles a pensar un poco, de manera que determinaran exactamente qué cosa se les estaba pidiendo. Nótese que no se le ordena calcular la fuerza que el inspector Holmes ejerce sobre el borde la puerta, sino que se le pregunta si cayó o no en la fosa de los cocodrilos. ¿Por qué? Pues para que lleguen por si mismos a la conclusión de que es necesario comparar la fuerza con la que se dice que la puerta abre, contra la fuerza que hace el inspector. Si esta es igual o mayor que la primera, Holmes pasa a mejor vida. Si es menor, puede continuar con su pipa y capucha de cuadros resolviendo misterios. Luego, para esto, definitivamente hay que calcular la fuerza que aplica el inspector, aunque no se le pida expresamente... ;o)
Habiendo ya analizado el problema y entendido qué se me pide, puedo comenzar a plantearlo. Claro, por la lectura inicial ya debo saber que se trata de un ejercicio de Momento de Fuerza, donde M = F•d.
Los datos que tenemos entonces son:
Distancia del borde de la puerta (dp) = 4 m
Momento generado por la fuerza aplicada por Holmes (MH) = 738 Nm
Fuerza que aplica Holmes a esa distancia para lograr ese momento sobre la puerta (FH) = ?
La fórmula entonces debe plantearse en términos de la Fuerza que deseo encontrar:
si M = F•d, entonces F = M/d
El desarrollo, en este punto, es no-brainer...
F = 738 Nm/4m
(se cancela "m" con "m", y queda N)
F= 184.5 N
Entonces, el inspector se salva por un pelito...! Porque la fuerza que aplica el inspector es menor que la fuerza requerida para que la puerta se abra, que se dijo que era de 185 N...
Que Dios les bendiga.
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