Sobre la física de trampolín
Un trampolín aparece como nada más que simple diversión, pero en realidad es un conjunto complejo de las leyes más básicas de la física. Saltando hacia arriba y hacia abajo es un ejemplo clásico de la conservación de la energía, desde el potencial hasta la cinética. También muestra las leyes de Hooke y la constante de primavera. Además, verifica e ilustra cada una de las tres leyes del movimiento de Newton..
Aprovecha la oportunidad de aprender sobre la física de un trampolín. (Imagen: John Lund / Nevada Weir / Mezclar imágenes / Getty Images)Energía cinética
La energía cinética se crea cuando un objeto con cierta cantidad de masa se mueve con una velocidad dada. En otras palabras, todos los objetos en movimiento tienen energía cinética. La fórmula para la energía cinética es la siguiente: KE = (1/2) mv ^ 2, donde m es la masa y v es la velocidad. Cuando te subes a un trampolín, tu cuerpo tiene energía cinética que cambia con el tiempo. A medida que saltas hacia arriba y hacia abajo, tu energía cinética aumenta y disminuye con tu velocidad. Su energía cinética es máxima, justo antes de que toque el trampolín en el camino hacia abajo y cuando deje la superficie del trampolín en el camino hacia arriba. Tu energía cinética es 0 cuando alcanzas la altura de tu salto y comienzas a descender y cuando estás en el trampolín, a punto de propulsar hacia arriba.
Energía potencial
La energía potencial cambia junto con la energía cinética. En cualquier momento, su energía total es igual a su energía potencial más su energía cinética. La energía potencial es una función de la altura y la ecuación es la siguiente: PE = mgh donde m es la masa, g es la constante de gravedad y h es la altura. Cuanto más alto eres, más energía potencial tienes. Cuando abandonas el trampolín y comienzas a viajar hacia arriba, tu energía cinética disminuye a medida que avanzas. En otras palabras, te ralentizas. A medida que disminuye la velocidad y gana altura, su energía cinética se transfiere a energía potencial. Del mismo modo, a medida que caes, tu altura disminuye, lo que disminuye tu energía potencial. Esta disminución de energía existe porque su energía está cambiando de energía potencial a energía cinética. La transferencia de energía es un ejemplo clásico de la conservación de la energía, que establece que la energía total es constante a lo largo del tiempo..
Ley de Hooke
La ley de Hooke se ocupa de los resortes y el equilibrio. Un trampolín es básicamente un disco elástico que está conectado a varios resortes. Cuando aterriza en el trampolín, los resortes y la superficie del trampolín se estiran como resultado de la fuerza de su cuerpo que aterriza sobre él. La ley de Hooke establece que los resortes trabajarán para volver al equilibrio. En otras palabras, los resortes tirarán hacia atrás contra el peso de tu cuerpo mientras aterrizas. La magnitud de esta fuerza es igual a la que ejerces en el trampolín cuando aterrizas. La ley de Hooke se establece en la siguiente ecuación: F = -kx donde F es fuerza, k es la constante del resorte yx es el desplazamiento del resorte. La ley de Hooke es simplemente otra forma de energía potencial. Justo cuando el trampolín está a punto de impulsarte hacia arriba, tu energía cinética es 0, pero tu energía potencial se maximiza, aunque estés a una altura mínima. Esto se debe a que su energía potencial está relacionada con la constante de resorte y la Ley de Hooke..
Las leyes del movimiento de Newton
Saltar en un trampolín es una excelente manera de ilustrar las tres Leyes del movimiento de Newton. La primera ley, que establece que un objeto continuará su movimiento a menos que sea accedida por una fuerza externa, se ilustra por el hecho de que no se eleva hacia el cielo cuando salta y no vuela por la parte inferior de El trampolín cuando bajas. La gravedad y las fuentes del trampolín te mantienen rebotando. La segunda ley de Newton ilustra cómo cambia tu velocidad con la ecuación básica de F = ma, o la fuerza es igual a la masa multiplicada por la aceleración. Esta simple ecuación se usa para encontrar las ecuaciones de la energía cinética, donde la aceleración es simplemente la gravedad. La tercera ley de Newton establece que para cada acción hay una reacción opuesta igual a la opuesta. Esto está ilustrado por la ley de Hooke. Cuando los resortes se estiran, exhiben una fuerza igual y opuesta, se comprimen nuevamente en equilibrio y te impulsan hacia arriba en el aire..
