Presión entre sólidos - Ejercicios de física y matemática

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Presión entre sólidos
1.- Cecilia afirma que la presión es una medida que representa cómo se reparte una
fuerza en la superficie sobre la que actúa, por otro lado, Antonio afirma que para que
una fuerza ejerza presión sobre la superficie de un objeto donde actúa, la fuerza debe
ser perpendicular a la superficie.
 ¿Qué opinas sobre lo que dice Cecilia, estás de acuerdo o no? Argumenta.
 ¿Qué opinas sobre lo que dice Antonio, estás de acuerdo o no? Argumenta.
2.- Ramón afirma que la presión que ejerce una fuerza sobre un objeto es directamente
proporcional al área sobre la cual actúa, mientras que Rosalía dice que no es así, que
la presión que ejerce una fuerza sobre un objeto es inversamente proporcional al área
sobre la que actúa. ¿Quién tiene razón y por qué?
 Diga al menos 3 ejemplos que representen la afirmación correcta.
3.- Un objeto A ejerce una presión sobre un objeto B, ¿se puede afirmar que el objeto B
ejerce una presión sobre el objeto A? Justifique y, si la respuesta es afirmativa, de al
menos 2 ejemplos.
4.- Nosotros ejercemos una presión sobre el suelo donde estamos parados, ¿ejerce
presión el aire sobre el suelo?, ¿sobre nosotros? Justifique en cada caso.
5.- Una persona empuja, con la punta de un dedo, el pecho de otra persona y luego hace
lo mismo pero en vez de empujarlo con la punta del dedo lo hace con la palma de su
mano. En ambos casos la fuerza que ejerce es la misma. ¿En qué caso la persona
que recibe la fuerza la percibe con mayor intensidad? ¿Por qué?
 ¿Por qué un golpe de puño dado con un guante de boxeo causa menos dolor, en
quien lo recibe, que si fuera sin el guante?
6.- Si quieren realizar un experimento con una persona, ¿algún voluntario o voluntaria?,
y esa persona tiene que elegir que se apoye en su cuerpo un elefante de 40000 N de
peso o una niña, de 400 N de peso, pero con el taco aguja de su zapato.
Elefante sobre la persona
Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl
Niña sobre la persona
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Haga una predicción respondiendo las siguientes preguntas: ¿Qué sería lo que
aconsejaríamos a la persona para que experimente el menor dolor o daño posible?
¿Por qué?
Para efectos de cálculos, considere que el área de la planta del pie del elefante es
de 0,1 m2 y la correspondiente de la aguja del zapato de la niña es 0,0001 m2.
¿Estuvo acertada la predicción o hay que modificarla?
7.- Hay varias herramientas que son eficientes considerando la presión que ejercen
sobre el objeto en que operan, como la tijera para cortar un trozo de género, un
alicate para cortar un alambre, un cortaúñas para cortar… una uña, una prensa para
sujetar un objeto, una tenaza para tomar un trozo de carbón hecho brasas, y otros
ejemplos que no se me ocurren en estos momentos…
 ¿Qué conceptos físicos están asociados al funcionamiento de los objetos
mencionados?
 ¿Cómo se puede mejorar la eficiencia de un cuchillo para cortar un sabroso trozo
de carne asada?
 ¿Por qué la punta de la aguja de una jeringa debe ser lo más afilada posible?
8.-
¿Por qué un faquir al acostarse en su cama de clavos preferida debe hacerlo en
forma lo más paralela posible al plano que forman las puntas de los clavos?
9.- Cuando se ejerce una fuerza sobre un objeto, éste se puede mover. Cuando se
ejerce presión sobre un objeto, también se puede mover. Sin considerar que una de
esas magnitudes es un vector y la otra es un escalar, ¿qué diferencia(s) hay entre
una fuerza y una presión?
10.- ¿Por qué los patines que se utilizan para deslizarse en hielo no sirven para deslizarse
en la nieve y, al revés, los esquíes sirven para deslizarse en la nieve pero no son
aconsejables para usarlos en el hielo?
11.- Si cada vez que actúa una fuerza sobre un objeto, simultáneamente actúa una
presión sobre el mismo objeto, en el área donde el objeto que aplica la fuerza está en
contacto con el objeto que la recibe, ¿ejerce presión la Tierra sobre la Luna? (Por
causa de la fuerza gravitacional de la Tierra sobre su satélite).
12.- En una casa se ha instalado un piso de madera y para mantenerlo en buen estado es
recomendable que no se ejerza mucha presión sobre él, ¿qué aconsejaría a los
dueños de la casa, que utilicen sillas con 4 o con 5 patas? Se hace la suposición que
las patas son iguales, independientemente de las sillas donde estén.
Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl
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13.- ¿Ejerce presión una mosca sobre una mesa, cuando se para en ella?, ¿sobre una
pared vertical?, ¿sobre el cielo de una habitación? Explique en cada caso.
 Un cuadro, ¿ejerce presión sobre la pared, vertical, donde se cuelga? Explique.
 Una persona se sienta en una silla y se apoya en su respaldo, ¿en cuántos
lugares de la silla la persona ejerce presión? Haga un dibujo que grafique la
situación.
 Un imán se acerca a un clavo y comienza a atraerlo, en esos instantes, ¿ejerce
presión el imán sobre el clavo? Explique.
 ¿Qué provoca daño sobre un objeto, la fuerza o la presión que actúa sobre él?
Explique.
14.- Experimento. Corta cuatro trozos de papel, de un diario, de 20 cm por 20 cm. Con
cada uno de ellos construye un cono y corta la parte ancha para que quede en forma
circular. Procure que todos los conos queden de la misma altura.
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Coloque los cuatro conos en el suelo y sobre sus puntas una tabla, delgada, de 60
cm por 60 cm. Luego, con mucho cuidado, párese encima de la tabla.
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Pero, antes que lo haga responda, ¿qué ocurrirá, los conos podrán sostener su
peso y el de la tabla o se romperán? Ahora hágalo.
Bueno, probablemente los conos han cedido y no pudieron sostenerlo. Entonces,
haga una predicción como respuesta a la siguiente pregunta: ¿sobre cuántos
conos se debe apoyar la tabla para que usted se pueda subir a ella y los
sostengan sin que cedan al peso de usted y la tabla?
Con más papel, pegamento en caso que lo considere necesario, construya más
conos y ponga a prueba su predicción.
Consejo: pruebe la predicción con la máxima cantidad de conos posible y desde
ese punto disminuya la cantidad de conos hasta que se rompan, así sabrá cuántos
conos fueron necesarios para sostenerlo. ¿Por qué se hace este consejo?
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Hernán Verdugo Fabiani
Profesor de Matemática y Física
www.hverdugo.cl