1. Los conceptos básicos
* palanca: Un balancín es un ejemplo clásico de una palanca. Una palanca es un objeto rígido que gira alrededor de un punto fijo llamado fulcro.
* Fulcrum: El punto de apoyo de un balancín es el punto donde el tablero descansa sobre el soporte.
* Torque: El par es la fuerza de rotación que hace que las cosas giren. En un balancín, el par es lo que hace que el tablero gire alrededor del punto de apoyo.
2. Fuerzas en juego
* Gravedad: La fuerza principal que actúa sobre una balancín es la gravedad. Se derriba sobre ambas personas sentadas en el tablero.
* Peso: El peso de cada persona crea una fuerza (peso =masa x gravedad) que actúa hacia abajo en sus respectivas posiciones en el balancín.
3. Balance y equilibrio
* Balances de equilibrio: Un balancín se equilibra cuando los pares a cada lado del punto de apoyo son iguales.
* Cálculo de par: El par (τ) se calcula mediante la siguiente ecuación:
* τ =fuerza (f) x distancia (r) desde el punto de apoyo
* Equilibrio: Cuando el par en un lado de la balancín es igual al torque en el otro lado, el balancín permanece en equilibrio (no en movimiento).
4. Factores que afectan el equilibrio
* Misa: La persona más pesada ejerce una mayor fuerza sobre el balancín. Para equilibrar, necesitan sentarse más cerca del punto de apoyo.
* Distancia: Cuanto más se sienta una persona del punto de apoyo, mayor es el par que crea.
* Posición: Para lograr el equilibrio, el producto de la fuerza (peso) y la distancia desde el punto de apoyo deben ser iguales en ambos lados.
5. Ejemplo
Digamos que dos personas están en un balancín:
* Persona A: 50 kg, sentado a 2 metros del punto de apoyo
* Persona B: 75 kg, sentado a una distancia desconocida del punto de apoyo
Para equilibrar el balancín:
* Torque A: 50 kg * 9.8 m/s² * 2 m =980 nm
* Torque B: 75 kg * 9.8 m/s² * distancia =980 nm
* Resolviendo la distancia: distancia =980 nm / (75 kg * 9.8 m / s²) =1.33 metros
La persona B necesita sentarse a 1,33 metros del punto de apoyo para equilibrar el balancín.
En resumen: Un balancín es un sistema de palanca simple donde las fuerzas y pares de equilibrio son cruciales para lograr el equilibrio. El peso de los individuos y sus distancias desde el punto de apoyo determinan el equilibrio de la balancín.
