Animación realizada en colaboración con el Museo de Artes y Oficios - Paris.

El velocípedo (literalmente "pié veloz") utiliza un pedal fijo adherido a la rueda delantera: una vuelta de los pedales es equivalente a una vuelta de la rueda propulsora.

Para recorrer una distancia más larga a cada vuela del pedal es necesario incrementar el diámetro de la rueda delantera. La bicicleta antigua es una aplicación extrema de este principio.

La bicicleta moderna utiliza un sistema de transmisión que involucra una cadena entre dos piñones de tamaño diferente, lo que permite recorrer una mayor distancia a cada vuelta de los pedales.

Por definición, un objeto está en equilibrio cuando las fuerzas que actúan sobre él se compensan de tal manera que la suma total de fuerzas es nula.

Es importante distinguir dos tipos de equilibrio:

• Equilibrio estable: En el que después de una perturbación el objeto regresa a su posición inicial.
• Equilibrio inestable: En el que después de una perturbación el objeto se aleja de su posición inicial (para alcanzar, usualmente, su posición de equilibrio estable).

Esta animación permite ilustrar las fuerzas presentes. La posición del centro de gravedad de estos sistemas con respecto su soporte es el factor que determina su equilibrio.

En ciertas situaciones, un objeto se mueve en un medio que, a la vez, se esta desplazando con respecto a un observador fijo. Vemos aquí, por ejemplo, un bote que navega hacia la derecha sobre una corriente marina. Su velocidad con respecto a un observador fijo (en la orilla) no será igual a la que indican sus instrumentos a bordo.

Explotaremos aquí el hecho de que la suma de 2 vectores es igual a la suma de sus componentes. Observamos aquí la velocidad del bote como la resultante (suma) de 2 vectores. Ésta es la ley de composición de las velocidades.

• El vector verde representa la velocidad del bote con respecto a la orilla (punto de referencia fijo).
• El vector rojo representa la velocidad del bote con respecto al agua.
• El vector azul representa la velocidad del agua con respecto a la orilla.

Mostramos aquí que la velocidad del bote con respecto a la orilla (la cual es la que nos interesa para efectos de la navegación) es la suma (vectorial) de dos velocidades.

Estas consideraciones son equivalentes a las que correspondería tener para el caso de una aeronave que sufre de deriva debida al viento.

Una balanza es usada para medir la mas de un objeto. Esta animación es un juego donde al jugador se le pregunta para hallar el peso del objeto.

Una polea permite modificar la dirección en que se aplica una fuerza. Combinando una o más poleas (dispositivo compuesto) se puede también reducir la fuerza necesaria para levantar una masa.

Notemos que la distancia de desplazamiento se reduce en un factor idéntico al factor de reducción de la fuerza. Para un dispositivo compuesto de dos poleas, por ejemplo, la fuerza se reduce a la mitad pero el desplazamiento también se reduce a la mitad. De esta manera, la energía total requerida por el proceso (es decir, el trabajo efectuado) se conserva.

Nota: Despreciamos aquí la fricción y el peso de la cuerda y de las poleas.

El principio de acción y reacción corresponde a la tercera ley de Newton. Éste afirma que:
“Todo cuerpo A que ejerce una fuerza sobre un cuerpo B experimenta una fuerza de igual intensidad en la misma dirección pero en sentido opuesto”
Numerosos ejemplos permiten ilustrar esta ley. La propulsión de los cohetes es sin duda una de las aplicaciones más conocidas. Una situación equivalente es la propulsión que sufre un globo cuando se desinfla en el aire. Otro ejemplo, más cómico, corresponde al despegue de Sam Bigotes (Yosemite Sam), el famoso personaje de Warner Brothers.

Los globos de aire caliente, dirigibles y zeppelines usan el empuje de la fuerza de Arquímedes para flotar.
Los clasificamos así como “más ligeros que el aire”, pero se debe notar que lo importante no es su peso, sino que su masa volumétrica o densidad promedio (peso por unidad de volumen).
Notemos que la fuerza de Arquímedes es omnipresente, aunque muchas veces se tiende a olvidar al calcular el balance de fuerzas.

¿Como creen que se comportaría este globo de Helio en la Luna?

Principio de Arquímedes: Un objeto sumergido en un líquido experimenta una fuerza vertical hacia arriba igual al peso del volumen del líquido desalojado.

En este experimento virtual consideramos dos fluidos: Agua y alcohol.

El factor que determina si un cuerpo flota o se hunde es su densidad con respecto a la del líquido en que se sumerge. Si consideramos un cubo de hielo (densidad = 0,9), éste flotará en el agua (densidad = 1) pero se sumergirá en alcohol (densidad = 0,8).

En cambio, una nuez (densidad = 0.5) flotara en ambos líquidos mientras que una piedra (densidad = 2) se hundirá.

Precaución: El alcohol es un líquido inflamable y debe mantenerse lejos del fuego.

El equilibrio estático se alcanza cuando la posición de la masa se encuentra sobre el polígono de sustentación.

Con la participación del Centro Nacional de Artes de Circo y del Explor@dome.