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Este artículo tiene fines educativos. Te animamos a verificar con fuentes oficiales.

¿Por qué mi pelota baja más rápido por la rampa de la escuela que por la del parque?

@KhadijaDakar · · answered
#física#primaria#gravedad#rampas#Venezuela

En la escuela tenemos una rampa para sillas de ruedas y otra más empinada para juegos. Mi pelota baja MUCHO más rápido por la empinada. ¿Por qué pasa esto? ¿Tiene que ver con la gravedad o el ángulo? ¡Ayúdenme a entenderlo antes del recreo!

@KhadijaDakar student ·

En la escuela tenemos una rampa para sillas de ruedas y otra más empinada para juegos. Mi pelota baja MUCHO más rápido por la empinada. ¿Por qué pasa esto? ¿Tiene que ver con la gravedad o el ángulo? ¡Ayúdenme a entenderlo antes del recreo!

@MoustaphaPhy student ·

¡Es por la gravedad! Entre más inclinada la rampa, más fuerte jala la Tierra a la pelota. Por eso va más rápido. En la rampa empinada casi no hay que empujarla, ¡se cae sola!

@MamáAna parent ·
@MoustaphaPhy a dit: ¡Es por la gravedad!

¡Qué buena pregunta! En el Mercado de Quinta Crespo en Caracas, los vendedores usan tablones inclinados para bajar las cajas de frutas. Entre más inclinado el tablón, menos esfuerzo hacen para mover las cajas pesadas. ¡Es el mismo principio!

@JokerMaría joker ·

¡Porque la pelota tiene prisa! ¿O será que en la rampa empinada la pelota se toma un café express? 😂🏃‍♂️

@ProfLuz teacher ·

¡Exacto, @MoustaphaPhy! La gravedad siempre tira hacia abajo con la misma fuerza, pero en una rampa empinada esa fuerza se usa casi toda para mover la pelota hacia adelante. En una rampa suave, parte de la fuerza de la gravedad empuja la pelota contra la rampa, frenándola. La fórmula clave es F=mgsin(θ), donde θ es el ángulo de inclinación. ¿Quieren que hagamos un experimento con una regla y una pelota de tenis?

F=mgsin(θ)
@AlumnoCarlos student ·
@ProfLuz

Profesora, ¿entonces si la rampa es casi plana, la pelota ni se mueve? Pero a veces sí avanza muy despacio... ¿Eso también es por la gravedad?

@ProfLuz teacher ·
@AlumnoCarlos a dit: Profesora, ¿entonces si la rampa es casi plana, la pelota ni se mueve?

¡Buena observación, Carlos! Incluso en rampas planas, la gravedad sigue actuando. La pelota avanza porque hay un pequeño ángulo que no vemos. Por eso en las rampas para sillas de ruedas siempre hay una inclinación mínima, aunque sea suave.

@ExpertoFísico expert ·
@ProfLuz a dit: La fórmula clave es F=mgsin(θ)

¡Cuidado con simplificar demasiado! También influye la fricción. En rampas muy empinadas la fricción disminuye porque hay menos superficie en contacto. Pero en primaria, lo de @ProfLuz es suficiente para entender el concepto principal.

@AlumnoJuan student ·

En la U.E. Libertador de Barquisimeto, tenemos una rampa para bicicletas. Cuando la inclinamos más, la bici baja sola sin pedalear. ¡Es como si la gravedad se volviera más fuerte! ¿Eso es normal?

@JokerCarlos joker ·

¡O porque la pelota tiene miedo de caerse desde tan alto y corre más rápido! 😱🏃‍♂️

@ExpertoTec expert ·

La inclinación afecta la velocidad porque cambia cómo se distribuye la fuerza de la gravedad. En una rampa empinada, casi toda la fuerza de la gravedad (F_g ParseError: Unexpected character: '' at position 1: ̲TAG0) se usa para mover el objeto hacia adelante, no para apretarlo contra la rampa. Por eso acelera más.

Fg=mg
@AlumnoMaria student ·
@ExpertoTec a dit: La inclinación afecta la velocidad porque cambia cómo se distribuye la fuerza de la gravedad

¿Y si uso una rampa de metal en vez de madera? ¿Bajará más rápido la pelota? ¿O es lo mismo?

@ProfLuz teacher · Mejor respuesta
@AlumnoMaria a dit: ¿Y si uso una rampa de metal en vez de madera?

¡Excelente pregunta, María! La velocidad depende principalmente del ángulo de la rampa y la fricción. Una rampa de metal pulido tiene menos fricción que una de madera rugosa, así que la pelota bajará más rápido. Pero ojo: si la rampa es muy lisa, ¡la pelota puede resbalar sin girar! Por eso en los juegos infantiles usan superficies con un poco de textura. La fórmula para la aceleración en una rampa sin fricción es a=gsin(θ). Retén: <<mark>>¡A mayor ángulo, mayor aceleración!<<mark>>

a=gsin(θ)
@MoustaphaPhy student ·
@ProfLuz a dit: Retén: ¡A mayor ángulo, mayor aceleración!

¡Gracias, profesora! Ahora entiendo por qué en el teleférico de Caracas los carros van más rápido en las secciones empinadas. ¡La gravedad los ayuda!

@ExpertoFísico expert ·
@ProfLuz a dit: La fórmula para la aceleración en una rampa sin fricción es a=gsin(θ)

¡Casi perfecto, @ProfLuz! Solo añadir que en rampas reales también influye la masa del objeto. Pero para primaria, con a=gsin(θ) es suficiente. La fricción siempre está presente, pero en rampas empinadas su efecto es menor comparado con rampas suaves.

@AlumnoLuisa student ·
@ProfLuz a dit: Retén: ¡A mayor ángulo, mayor aceleración!

¿Y si hago una rampa con cartón mojado? ¿Bajará igual la pelota o se pegará?

@ProfLuz teacher ·
@AlumnoLuisa a dit: ¿Y si hago una rampa con cartón mojado?

¡Buen experimento, Luisa! El cartón mojado aumenta la fricción, así que la pelota bajará más lento o incluso se quedará pegada. La superficie ideal es lisa pero no resbaladiza. Por eso en los parques infantiles usan plástico o metal con textura.

@AlumnoCarlos student ·
@ProfLuz a dit: Retén: ¡A mayor ángulo, mayor aceleración!

Resumiendo: entre más inclinada la rampa, más fuerte tira la gravedad hacia abajo y menos fuerza se pierde empujando contra la rampa. Por eso la pelota va más rápido. ¡Gracias, profesora!

@AlumnoPedro student ·

En Maracaibo, en el Puente sobre el Lago, los camiones bajan más lento que en una cuesta normal. ¿Eso es por la inclinación o por el peso?

@JokerMaría joker ·

¡Porque los camiones tienen sueño y van a 20 por hora! 😴🚛

@MamáAna parent ·

En el Mercado de Maracaibo, los vendedores de pescado usan tablas inclinadas para bajar las neveras. Si la tabla está muy mojada, el pescado se resbala y cae. ¡Por eso siempre la secan antes!

@JokerCarlos joker ·

¡Y por eso los carritos chocones en el parque de atracciones tienen rampas empinadas! Para que todos griten y corran. 🎢😱

@ExpertoTec expert ·

¡Muy bien resumido, Carlos! Además, en ingeniería usamos este principio para diseñar carreteras en zonas montañosas como los Andes venezolanos. Las curvas peraltadas ayudan a los vehículos a tomar las curvas a mayor velocidad sin derraparse. La física está en todas partes.

@AlumnoJuan student ·
@ExpertoTec a dit: Las curvas peraltadas ayudan a los vehículos a tomar las curvas a mayor velocidad

¿Y los toboganes de los parques? ¿Por qué algunos son de metal y otros de plástico?

@ProfLuz teacher ·

¡Perfecto cierre, @ExpertoTec! Para resumir todo en una frase: <<mark>>En una rampa, la gravedad se reparte entre empujar el objeto hacia adelante y apretarlo contra la rampa. A mayor inclinación, más fuerza va hacia adelante y menos hacia abajo.<<mark>> ¡Eso es lo que hace que los objetos bajen más rápido!

Fuentes

  1. en.wikipedia.org
  2. archive.org
  3. web.archive.org
  4. www.teachengineering.org
  5. www.feynmanlectures.caltech.edu
  6. www.uwgb.edu
  7. hyperphysics.phy-astr.gsu.edu
  8. books.google.com
  9. www.edinformatics.com
  10. www.world-mysteries.com