Perspectivas imposibles

Aplicando el cálculo de fuerzas a perspectivas imposibles

Es habitual ver a muchos turistas en la torre de Pisa, haciéndose fotos como si la estuvieran sosteniendo. Este tipo de fotografías se denominan “perspectivas imposibles”. En ellas se intenta hacer un efecto de proporción que no es real, pero lo parece.

Niño sujetando la torre Pisa — Javichu el jefe. *Sujetando la Torre de Pisa* (CC0)

Pero, ¿y si la proporción fuese real? ¿Jugamos con eso? Vamos a calcular el sistema de fuerzas que actúan en los objetos representados en algunas fotos para observar que esa proporción es también imposible según las leyes de la física. Para ello habrá que poner en juego nuestros conocimientos sobre composición de fuerzas.

Tarea: fuerzas imposibles

Tiempo:: 2 sesiones
Agrupamiento:: Grupos de 4/5 personas

Navegando por la Red encontramos muchas fotografías que están hechas a próposito para mostrar una perspectiva curiosa de un hecho común, como es sujetar un objeto muy grande. Este tipo de imágenes se denominan "perspectivas imposibles" y vamos a aprovecharlas para ver que, también desde el punto de vista de la física es imposible que estas imágenes sean reales. Aplicamos así, lo aprendido sobre vectores de esta forma divertida.

No existen imágenes libres como tales, todas están extraídas de Internet y desde aquí queremos agradecer a sus autores y autoras que podamos usarlas en este ejercicio.

Nos disponemos en grupos. Cada grupo trabajará con dos imágenes (también podemos buscar otras que conozcamos), siguiendo estas instrucciones.

Dibujamos el sistema de fuerzas que se ejerce sobre cada imagen.
Teniendo en cuenta que un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando su resultante es cero, calculamos el valor de la fuerza que se pide.
Sacamos conclusiones con respecto a los tamaños relativos de las personas y objetos.
Cada grupo expondrá sus fotografías junto con los cálculos realizados y sus conclusiones en el aula. Las fotografías pueden exponerse en un lugar visible del centro.
Cada grupo hará la evaluación del resto de los grupos, siguiendo los criterios proporcionados por el docente

Datos de cada imagen:

Imagen 1

El peso medio de una chica joven es de 63.2 kg
La chica grande pesa tres veces más que la pequeña
Calculamos qué fuerza tiene que hacer la chica grande para sostenerla

Imagen 2

El peso medio de un hombre es de 75.8 kg
Una botella de Coca Cola tiene 600 mL
Calculamos qué fuerza hace la botella para sostener al hombre

Imagen 3

El peso medio de un hombre es de 75.8 kg
El peso medio de una niña de 10 años es de 34.6 kg
Calculamos qué fuerza tiene que hacer la niña para sostener al hombre

Imagen 4

El peso medio de un niño de 10 años es de 32.2 kg
El peso medio de una casa es de 75 toneladas
Calculamos qué fuerza tiene que superar el niño para tirar la casa

Imagen 5

El peso medio de una chica de 12 años es de 42.6 kg
El peso medio de una chica de 11 años es de 38.6 kg
La chica pequeña tiene 12 años y la grande 11
Calculamos qué fuerza tiene que hacer la chica grande para sostenerla

Imagen 6

El peso medio de un hombre es de 75.8 kg
El peso medio de un Boeing 747 es de 178.750 kg
Calculamos qué fuerza tiene que hacer el hombre para sostener el avión

Imagen 7

El peso medio de una chica de 13 años es de 46.4 kg
Esta chica pequeña pesa 8 veces menos que la grande y tiene 15 años
El peso medio de una chica de 15 años es de 53 kg
Calculamos qué fuerza tiene que hacer la chica grande para sostenerla

Imagen 8

El peso medio de un hombre es de 75.8 kg
La torre de Pisa pesa 14.700 toneladas.
Calculamos qué fuerza tiene que superar el hombre para tirar la torre de Pisa

Imagen 9

El peso medio de este coche es de 1.386 kg
Un monopatín pesa 3.5 kg de media
Calculamos qué fuerza tiene que hacer el monopatín para sostener al coche

Imagen 10

El peso medio de un hombre es de 75.8 kg
El de unas gafas de sol es de 40 g
Calculamos qué fuerza tiene que hacer el hombre para sostener las gafas

Para realizar esta actividad hay que tener claros los siguientes conceptos:

Las fuerzas son magnitudes vectoriales, se representan mediante vectores y, por lo tanto, cumplen todas sus características (módulo, dirección, sentido, punto de aplicación).
Asimismo, la resultante de la suma o resta de fuerzas es otro vector que depende del punto de aplicación y la dirección de las fuerzas que intervienen en el sistema. Un sistema de fuerzas está en equilibrio cuando su resultante es cero.
El peso de un cuerpo es la fuerza con la que la Tierra lo atrae. La dirección del peso es vertical y su sentido es hacia el centro de la Tierra. El peso se calcula como P = m · g, donde P es el peso de cuerpo en newtons (N) , m es la masa del cuerpo en kilogramos (kg) y g es una constante, la gravedad, cuyo valor es 9,8 m/s² en la Tierra. En un sistema de fuerzas en equilibrio, el peso se contrarresta con la fuerza normal.

Wikipedia. *Peso y masa* (Dominio público)

Tarea: debate

En grupos: 1/2 sesión

Una vez finalizado el trabajo en la tarea anterior, cada grupo elegirá un portavoz y expondrá brevemente su trabajo en el aula, explicando los cálculos realizados y las conclusiones, contando siempre con el apoyo del resto de los miembros de su grupo.

A continuación, entre toda la clase y con las soluciones aportadas por el profesor o profesora, haremos un debate sobre la "física" presente en estas imágenes.

Por último, cada grupo evaluará las imágenes de los otros grupos con una lista de control.

Algunas recomendaciones para realizar un debate:

Los argumentos se organizan de manera lógica en torno a la idea principal
Los contra-argumentos son relevantes y precisos, aludiendo claramente a la idea a la que se oponen
Los argumentos y contra-argumentos se apoyan en hechos
La información que se ofrece es clara y precisa
Las intervenciones son ordenadas y respetando los turnos de palabra
Los gestos, el tono de voz y el contacto visual es adecuado
Se escucha activamente los argumentos del contrario y se responde en consecuencia

Evaluación y reflexión

Una vez que hemos finalizado la tarea, es un buen momento para reflexionar en nuestro diario de aprendizaje. Algunas sugerencias pueden ser:

¿Qué he aprendido?
¿Qué me ha sorprendido más de todo el proceso? ¿Por qué?
¿He cambiado alguna idea previa? ¿Cuál?
¿Qué me ha resultado más difícil? ¿Por qué?

Evaluación de la tarea

La tarea de laboratorio se evalúa con la siguiente escala para valorara las imágenes de perspectivas imposibles (descargar en formato editable odt y en pdf):

Escala de evaluación

El debate en el laboratorio se puede evaluar siguiendo las indicaciones de la escala de valoración para participar en un debate científico (descargar en formato editable odt y en pdf):

Escala de valoración

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