Algunas preguntas interesantes:

 La velocidad mínima del obús. 
Los artilleros suelen afirmar que el obús tiene la velocidad máxima fuera del cañón, y no dentro de éste. ¿Es posible esto? ¿Porqué? 

 Saltos al agua. 
¿Por qué es peligroso saltar al agua desde gran altura? 

 En un plano inclinado. 
Un bloque que parte de la posición B desciende por el plano inclinado MN venciendo el rozamiento. ¿Podemos estar seguros de que también se deslizará partiendo de A (si no se voltea)? 
 Dos bolas. 
Dos bolas parten del punto A situado a una altura h sobre un plano horizontal: una baja por la pendiente AC, mientras que la otra cae libremente por la línea AB. ¿Cuál de ellas tendrá la mayor velocidad de avance al terminar su recorrido? 

 Un reloj de arena colocado en una balanza. 
Un reloj de arena con 5 minutos de «cuerda» se encuentra sobre un plato de una balanza muy sensible, sin funcionar y equilibrado con pesas. ¿Qué pasará con la balanza durante los cinco minutos siguientes si el reloj se invierte? 

 Leyes de mecánica explicadas mediante una caricatura. 
En la fig. 20 se representa una situación que tiene «base» mecánica. ¿Supo el autor del dibujo aprovechar las leyes de mecánica? 

Leyes de mecánica en una caricatura

He aquí una versión del famoso «problema del mono» de Lewis Caroll (profesor de matemáticas de Oxford, autor del libro Alicia en el país de las maravillas). 

El problema del mono de Lewis Caroll

L. Caroll propuso el dibujo reproducido en la figura e hizo la pregunta siguiente: «¿En qué sentido se desplazará el peso suspendido si el mono comienza a trepar por la cuerda?» 


 Dos pesas sostenidas mediante una polea. 
Una polea suspendida de una balanza de resorte sostiene una cuerda con sendas pesas, de 1 kg y 2 kg, en los extremos. ¿Qué carga marca el fiel del dinamómetro?

¿Qué indica el fiel de la balanza?

 Una cabina que cae. 
Una persona se encuentra en la plataforma de una balanza situada en el suelo de la cabina de un ascensor . De repente se cortan los cables que sostienen la cabina y ésta empieza a bajar con aceleración de caída. 
a) ¿Qué indicará la balanza durante la caída? 
b) ¿Se verterá el agua contenida en una garrafa abierta que cae boca abajo? 

Las leyes físicas dentro de la cabina en caida libre

El espacio comprendido dentro de la cabina que cae libremente, es todo un mundo peculiar que posee sus características excepcionales. Todos los cuerpos que se encuentran en ella, están descendiendo con la misma velocidad que sus respectivos apoyos, mientras que los objetos suspendidos caen a la desarrollada por sus puntos de suspensión; por esta razón, los primeros no presionan sobre sus apoyos ni los segundos cargan sus puntos de suspensión; es decir, todos ellos semejan cuerpos ingrávidos. 
También se vuelven ingrávidos los cuerpos que se encuentran en suspenso en este espacio: un objeto que se deja caer no caerá al suelo, sino que permanecerá en el lugar donde fue soltado. Dicho objeto no se acercará hacia el piso de la cabina porque ésta está descendiendo junto con él, además, con la misma aceleración. En suma, en el interior de la cabina en caída se crea un medio peculiar, sin pesantez, que viene a ser un excelente laboratorio de experimentos físicos cuyo resultado se altera notablemente por la fuerza de la gravedad. 
Esta explicación permite contestar a las preguntas formuladas al plantear el problema. 
a) El fiel de la balanza indicará cero, pues el cuerpo del pasajero no influirá en absoluto en los resortes de este aparato. 
b) El agua no se verterá de la garrafa puesta boca abajo. 
Los fenómenos descritos deberán tener lugar no sólo en una cabina que cae, sino también en una arrojada libremente hacia arriba, o sea, en toda cabina que se mueva por inercia en el campo gravitacional. Como todos los cuerpos caen con igual aceleración, la fuerza de la gravedad deberá animar de idéntica aceleración la cabina y los cuerpos situados dentro de ella; la posición de unos respecto a otros no cambia, lo cual equivale a decir que en su interior los objetos estarán a salvo de la gravitación. 
Semejantes condiciones se crearán en la cabina de vehículos con propulsión de cohete durante vuelos espaciales e interplanetarios que se realizarán en el futuro: en ellas los pasajeros y los objetos se volverán ingrávidos. 
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Fuerza y movimiento.

Isaac Newton, resolvió hace trescientos años el problema del movimiento. Podemos decir que un problema no está totalmente resuelto hasta que:

"cuando usted mide lo que está hablando y lo expresa en números, sabe algo acerca de eso, pero cuando no lo puede expresar en números, su conocimiento es pobre e insatisfactorio... " Newton necesitaba calcular y para ello definir antes magnitudes, propiedades que se pudieran medir. Necesitó definir la masa inercial, la aceleración, la velocidad y la fuerza. Pasó a buscar fórmulas que las relacionasen. Se dió cuenta que la fuerza que impulsa un objeto cambia su velocidad en magnitud o dirección, por tanto la relación debía buscarla entre fuerza y aceleración. La aceleración que adquiere un objeto es proporcional a la fuerza que actua e inversamente proporcional a su masa. Si logramos un objeto con pequeña masa y le impulsamos con una gran fuerza lograremos enormes aceleraciones como en esta noticia. Según como actue una fuerza podrá: a) lograr que aumente o disminuya la velocidad de un objeto. Esto se logra aplicando fuerzas tangenciales, paralelas al movimiento. b) lograr que cambie de dirección. Aplicando fuerzas perpendiculares, normales a la trayectoria.. c) lograr ambas cosas mediante fuerzas cualesquiera. Sabemos que podemos descomponer la fuerza en dos partes y así sacar los dos tipos de aceleración que conocemos: tangencial y normal.

Un principio universal. La cantidad de movimiento se conserva.

La ciencia, la física se rige por grandes principios universales. Estos principios se repiten en todos los fenómenos que observamos, se cumplen desde las explosiones de galaxias, la emisión de rayos en los quasar, el movimiento de un Formula 1, la fertilización de un óvulo, la fisión de un núcleo atómico o la creación de un par electrón-positrón.

De otros cursos conocemos el nombre de alguno de esos principios e incluso hemos resuelto situaciones y problemas con ellos. El principio de conservación de la masa y el principio de conservación de la energía. Vamos ahora con el Principio de conservación de la cantidad de movimiento.

Isaac Newton hace más o menos 300 años, en sus "Principios matemáticos de fisolofía natural" enunció sus tres leyes. En la primera se recoge:

"Si la suma de fuerzas exteriores que actúan sobre un sistema es 0, la cantidad de movimiento se conserva".

DINÁMICA

Dinamica.  Del griego "estudio de las fuerzas".  Vamos a estudiar las fuerzas y sobre todo su relación con el movimiento. Para empezar situaciones de equilibrio como la de la foto.

El estudio de las fuerzas tiene gran importancia en las diferentes ramas de la ingenieria. También en fisioterapia, en medicina del deporte se estudian las fuerzas que realizamos, como se producen y sus efectos en el el sistema muscular y esquelético.

Nuestro guía en el estudio de las fuerzas será Isaac Newton. Aparte de sus estudios en Química y Óptica, Newton  destacó por sus aportaciones a la dinámica que le han convertido la figura científica por excelencia.

Sus tres leyes relativas a las fuerzas y la Ley de Gravitación universal forman la base de la Física tanto en los laboratorios terrestres como en el todo el Universo.