## Unidad Interactiva 2.2.1 # La resultante de una fuerza ### Referencia curricular ## Propósito El interactivo permite que el alumno se familiarice con las fuerzas resultantes y sus implicaciones en el estado de reposo o movimiento de los cuerpos. ## Instrucciones generales El interactivo consta de dos escenas: La resultante de una fuerza y Suma de fuerzas. Se puede navegar entre las escenas con el menú de la esquina inferior derecha. Este menú aparece a lo largo del interactivo y conserva su funcionalidad. Los botones tienen las funciones siguientes: Permite cambiar de escena. Brinda acceso a la ayuda de las escenas interactivas. ### 1. La resultante de una fuerza En la escena se aprecia un equilibrista recorriendo una cuerda en monociclo. En la parte superior se observan las magnitudes de las fuerzas que actúan sobre la cuerda en cada instante. Al mover al equilibrista sobre la cuerda mediante el control situado en el punto de contacto de la rueda con la cuerda (punto amarillo), se puede observar la variación de las fuerzas. Al oprimir el botón "Ocultar Fuerzas", se ocultan los vectores que indican las fuerzas actuantes. El botón cede entonces su lugar al de "Ver Fuerzas". El programa comienza con las fuerzas visibles. Al oprimir el botón "Ver Fuerzas", se dibujan sobre la cuerda los vectores que indican las fuerzas actuantes. El botón cede su lugar al de "Ocultar Fuerzas". ### 2. Suma de fuerzas En la escena se aprecian, en un primer plano, dos vectores que simbolizan un par de fuerzas que actúan sobre el punto en el origen, y también un vector libre para que el usuario lo ubique en tal posición que represente la fuerza resultante de sumar las primeras dos (1). En la parte inferior están los controles para modificar los parámetros y animar (2). El extremo del vector libre puede moverse libremente por el lienzo (1). Para ver las coordenadas en que están ubicados los extremos de las fuerzas hay que presionar el botón "Coordenadas" (2). Una vez que el vector libre es colocado en la posición donde se presume que coincide con el vector resultante (1), puede comprobarse el resultado observando el vector solución al presionar el botón "Resultante" (2). La cuadrícula puede ocultarse o mostrarse mediante el botón con un ojo (3). Al presionar el botón "Animar" (1), el punto origen comienza a desplazarse de acuerdo con las fuerzas que actúan sobre él, hasta desaparecer de la escena (2). Para repetir el experimento hay que oprimir el botón "Otra vez" (3). Para realizar el experimento ahora con tres fuerzas en lugar de dos, hay que presionar el botón "3" (1); todos los demás botones conservan su funcionalidad. #### Sugerencias didácticas Al principio de la actividad se pueden plantear al grupo las preguntas: ¿qué fuerzas actúan sobre el equilibrista mientras recorre la cuerda?, ¿por qué no se cae? Con ayuda del diagrama de vectores se advierte que la suma de distintas fuerzas puede dar la misma fuerza resultante. Es importante que los alumnos analicen esto, es decir, que las tensiones que se van generando en los distintos puntos de la cuerda, producen un vector resultante tal que permite al payasito en bicicleta mantenerse en equilibrio mientras se mueve hacia delante. Al entrar en la segunda escena, se debe estimular la capacidad de predicción de los alumnos, para que encuentren un valor aproximado de la fuerza resultante, y argumenten los motivos para pensar que una posición es la correcta. En esta etapa se puede ocultar la malla para motivar un análisis más geométrico. Luego, se pueden mostrar las coordenadas para introducir algunos cálculos sencillos que lleven a la solución exacta. Finalmente, se pueden corroborar los resultados y discutir sobre la solución. Es importante hacer mención que: Al pasar a tres fuerzas actuando simultáneamente, se pueden discutir estrategias para obtener el resultado partiendo del conocimiento que se tiene para el caso de dos fuerzas. Pueden tomarse dos de ellas, estimar la resultante, y tomarla como componente del tercer vector para obtener una nueva resultante. ## Créditos Autor Carlos Alberto Serrato Hernández Propuesta de contenido María Alejandra González Dávila Adaptación a DescartesJS: Juan Gmo. Rivera Berrío y José R. Galo Sánchez (2016) Esta unidad interactiva fue desarrollada en el ILCE por el equipo de Ciencias II. Sus contenidos se distribuyen bajo una licencia de Creative Commons by-nc-sa. La unidad utiliza Descartes que es software libre.