¿Dónde están los calcetines que se pierden en el MCU de la lavadora?

Publicado el 3 de Marzo de 2022 | Física y Química

En ocasiones el temario de Física requiere que los alumnos alcancen un nivel de abstracción nuevo para ellos. Este es el caso del uso de magnitudes angulares para describir el movimiento circular uniforme. Un tema que les confunde a menudo a pesar de tratarse de mecánica newtoniana básica y hace que dejen de prestar atención al no ser capaces de visualizar los ejercicios. En este artículo te proponemos tres montajes que tus alumnos pueden preparar con materiales caseros que les ayudarán a interiorizar algunos de los conceptos básicos.

El primer montaje ayuda a entender que el desplazamiento se mide en en radianes y porqué en numerosas ocasiones su resultado se da en función de pi. Para realizarlo necesitarán una cuerda, una hoja de papel y un lápiz. Se les pide a los alumnos que utilicen la cuerda para dibujar un circulo cuyo radio sea la longitud de esta y la utilicen para marcar exactamente 1 radián.

Así llegan las primeras preguntas que harán que empiecen a entender por qué obtienen resultados en función de pi. ¿Cuántos radianes son una vuelta entera? ¿Y media vuelta? ¿Y un cuarto de vuelta? ¿Y una vuelta y media?

A mi me gusta huir de los ejemplos clásicos de norias o tiovivos para ofrecer un ejemplo algo más original, como un calcetín (con agujero) dando vueltas en una lavadora.

¿Has pensado alguna vez en la larguísima trayectoria circular que hace un calcetín durante un lavado completo? ¿Crees que podrían hacer una estimación de la longitud lineal de su repetitivo y jabonoso camino? ¿Sabrías decir dónde acaban los calcetines que se pierden?

Un segundo montaje permite visualizar otra peculiaridad del movimiento circular uniforme, ya que en este, aunque el módulo de su velocidad sea constante, su dirección cambia en cada instante siendo esta siempre tangencial a la trayectoria.

En esta ocasión tus alumnos necesitarán un plato de cartón, un lápiz, una botella de plástico, una pajita y un globo. En primer lugar le pediremos a los alumnos que atraviesen el plato de cartón por su centro por un lápiz y que sin sacarlo lo introduzcan a su vez por el agujero de la botella.

Llegarán entonces las preguntas que los alumnos que tendrán que resolver de forma práctica. ¿En qué dirección hay que pegar una pajita con un globo inflado para que el plato gire? ¿Es esta dirección siempre la misma o cambia cuando el plato describe su movimiento?

Finalmente, proponemos un tercer montaje para mostrar que la fuerza centrífuga depende de la velocidad de giro. En este caso será necesario una masa (nosotros proponemos un globo lleno de agua) anudado a una cuerda que se hace pasar por una pájita y se anuda a una segunda masa mayor que la anterior, como puede ser una botella de agua.

Las preguntas para los alumnos irán entonces en esta línea. ¿Qué ocurre si sujetamos la pajita dejando que la cuerda deslice libremente? ¿Podemos impedir el movimiento si girar el globo despacio? ¿Y si aumentamos la velocidad?

Esperamos que estas ideas te ayuden a innovar en la próxima clase de cinemática, o a diseñar otras parecidas que saquen un poco a tus alumnos de la aproximación académica clásica.

Por cierto, algunos calcetines a veces se meten por dentro de la goma de la lavadora, quedando escondidos dentro de esta. ¡Puede que alguno de los que estás buscando se encuentren allí!

Por Lucía García