4. Desarrollo de la tarea

Imagen de Jeffrey L. Cohen bajo licencia Creative Commons

¿Has oído hablar algunas vez del gravitrón? Es una atracción de feria con el aspecto de un platillo volante. En esta atracción entras y te colocas de espaldas a la pared.

Imagen de elaboración propia

 

El gravitrón comienza a girar y cuando adquiere cierta velocidad de giro constante, un operario retira el suelo sobre el que te estabas apoyando. ¿Que qué ocurre? Pues que te quedas pegado a la pared y da la sensación de que ha desaparecido la gravedad y “levitas”. Vamos a estudiar con ayuda de las leyes de la Dinámica esta situación para que cuando lo pruebes seas de las pocas personas que conozca su fundamento.

1. Supón que una persona se encuentra de pie dentro del gravitrón, antes de que este empiece a funcionar, y sin echarse aún sobre la pared vertical del interior del gravitrón. ¿Qué tipo de movimiento lleva en ese momento?

2. ¿Qué fuerzas actúan sobre esta persona? Dibuja un esquema indicando en cada caso quién ejerce cada fuerza.

3. Ahora analicemos lo que ocurre cuando el gravitrón está girando a la máxima velocidad. ¿Qué tipo de movimiento describirá nuestro usuario del gravitrón?

4. Dibuja un esquema con las fuerzas que actúan ahora, indicando como antes quién las ejerce. Ten en cuenta que ahora el único contacto es la pared. 5. Aplica la 2ª ley de Newton a esta situación.

6. ¿Qué fuerza es la responsable de la aceleración en este caso?

7. Sabemos que el gravitrón gira a 20 revoluciones por minuto, que su radio mide 5 metros y que la masa de nuestro valiente protagonista es de 70 kg. Determina el coeficiente de rozamiento con la pared.

8. Si en vez de tener una masa de 70 kg, la persona que va en el interior del gravitrón tuviera una de 100 kg, ¿sería necesario que el gravitrón girase a más velocidad? Razona tu respuesta usando las ecuaciones dinámicas obtenidas en el apartado 5.

9. Es posible que hayas leído la expresión “La fuerza de rozamiento se opone al movimiento”. A la vista de este caso que estamos estudiando, ¿crees que es del todo correcta esta expresión?

10. ¿Si el radio del gravitrón se hace 4 veces más grande, qué ocurre con la velocidad angular de giro necesaria para que los objetos se queden pegados a la pared vertical? Razona tu respuesta usando las ecuaciones dinámicas obtenidas en el apartado 5.