Les lleis de Newton en monopatí

Full de l'alumnat

(Llei de la inèrcia)

Carl Lewis ha estat una de les grans llegendes olímpiques de tots els temps: va ser campió olímpic de 100 m, 200 m i salt de llargada repetides vegades. També, l’excèntric Usain Bolt, en els Jocs Olímpics de Londres de 2012, va demostrar que era alhora un fenomenal velocista i un gran saltador de llargada.


A què creieu que es deu aquesta relació entre córrer i saltar? Utilitzeu les lleis de Newton per explicar-ho.


Si ens movem sobre un monopatí en una superfície plana sense donar-nos impuls, tots sabem que demica en mica ens anirem frenant...


Significa això que la primera llei de Newton no és del tot correcta?

 

Proposeu tres maneres de minimitzar aquest efecte de frenada indesitjada (aquest és un problema importantíssim en el disseny de bicicletes, esquís, patins i qualsevol altre vehicle).

(Llei de l'acció i reacció)

Proveu de pujar dues persones dalt d'un mateix monopatí i feu que la persona que hi ha al darrere empenyi la que hi ha al davant.


Es mou, el monopatí? Justifiqueu la resposta utilitzant les lleis de Newton.
A on i en quin sentit fa força un esportista i determineu si n'aprofita la força de reacció o no:


El rem d'un caiac sobre l'aigua.

Les botes d'un futbolista en xutar una pilota.

La perxa d'un saltador.

Les mans d'un gimnasta sobre les barres quan aixeca el seu cos del terra.

Penseu ara com s'assoleix el moviment i com es frena en tres altres esports que us agradin i analitzeu el punt d'aplicació de la força, la direcció i el sentit, i també, si se n'aprofitarà la força de reacció o no.


Exemple de natació: en la braça d'un nedador, les mans en forma de cubeta intenten empènyer tanta aigua enrere com sigui possible, la qual cosa crearà un impuls de reacció endavant sobre el cos del nedador.

Esport 1:

Esport 2:

Esport 3:

(Llei de la força i l'acceleració)

Al vídeo (vegeu la figura 2) apareix un cas en què sobre un dels monopatins hi ha tres persones i sobre l'altre només una. Quan un monopatí empeny l'altre...


Quin dels dos rep una força més gran?
Quin dels dos rep una acceleració més gran?
En el supòsit que els quatre alumnes pesin exactament el mateix, quantes vegades serà més gran l'acceleració d'un monopatí respecte a l'altre?

En l'última demostració del vídeo, l'intercanvi de moviment entre un monopatí i l'altre no es fa per mitjà d'una corda sinó d'una pilota.


Com expliqueu el retrocés del primer monopatí en llançar la pilota?
Què hauria passat al monopatí de la noia si hagués pogut agafar la pilota?
Feu un esquema de les forces que haurien intervingut en la recepció de la pilota i associeu a cadascuna l’acceleració i/o frenada que causen.

Fig. 2:fent clic a la figura accedireu al vídeo, que també podeu trobar a l'enllaç http://www.youtube.com/watch?v=1jw4dw6iXkQ

(Debat)

En molts esports, el pes de l'esportista té una importància vital. No és cap misteri que els lluitadors de sumo pesen molt, els genets d'hípica i els pilots de moto són molt petits i prims, els davanters de futbol solen ser petits i lleugers, i els defenses, alts i més corpulents.


Obriu un debat per discutir quins pros i contres té tenir molta massa en alguns esports que us interessin.
(Nota: utilitzeu les lleis de Newton però també penseu que aquesta és una qüestió complexa en la qual intervenen altres aspectes de tipus biològic i tàctic: per exemple, com més pes, segurament més massa muscular i una capacitat de generar forces més gran; també com més altura, més facilitat per rematar, encistellar, etc. Es tracta doncs de buscar un compromís entre totes aquestes coses.)

 Autor d'aquesta pągina: Dídac Macià, professor al col·legi Badalonès.

 

Aquesta obra estą subjecta a una
Llicčncia de Creative Commons
Creative Commons License