Principio de Arquímedes (IV): Recaemos en el libro

Acabamos de ver que el principio de Arquímedes es una buena ocasión para iniciarse en los experimentos mentales, una de las herramientas favoritas de los físicos. El razonamiento que hemos hecho es también un primer ejemplo de lo que se suele llamar “diagrama de cuerpo libre”. Consiste simplemente en aislar mentalmente un objeto (aquí, la esfera de agua o la canica) y resumir el efecto del resto del universo mediante fuerzas aplicadas sobre él. Es una técnica enormemente útil en mecánica, y no dominarla da muchos problemas a los alumnos de primero en la universidad…, pero no vamos a seguir sacándole partido porque estamos con el libro de 2º de la ESO y el libro no se plantea nada de eso (como dicen los ingleses: no pun intended).

¿Qué hace nuestro libro ahora? Ha perdido la ocasión de explicar la razón del Principio de Arquímedes, pero no puede dejar pasar la ocasión de introducir una definición: la de peso aparente. Aquí está:

Definiendo el peso aparente en 2º de la ESO

Definiendo el peso aparente en 2º de la ESO

¿Es necesario dar aquí una definición? Parece que no hace daño, pero tiene un problema: ¿qué pasa si el peso es menor que el empuje? Ese es precisamente el caso con el que comenzó la lección (empezaba diciendo: “si intentamos sumergir una pelota en el agua de un barreño…”) así no sería tan raro que el alumno se hiciera esa pregunta… ¿Sería negativo el peso aparente?¿Qué significaría eso? El libro no dice nada: asume ahora sin previo aviso que el peso es mayor que el empuje, al revés que antes.

Ahora no era el momento de dar definiciones, que con su recuadro y sus negritas están diciendo ¡memorízame! (y eso es lo que hará el alumno, memorizar la definición y repetirla en un examen… Ahora teníamos una inmejorable ocasión para para practicar la suma de vectores, que acaba de introducirse unas páginas antes, con el caso del peso y el empuje de un objeto sumergido en el agua. Si el peso es menor que el empuje, la resultante va hacia arriba, y si es mayor que el empuje, va hacia abajo. La pelota con la que empezamos la lección corresponde al primer caso (y como la resultante va hacia arriba, asciende, eso es lo que observábamos en el barreño); una piedra sería el segundo caso. El libro lo cuenta aunque un par de párrafos más adelante y sin enlazarlo con la suma de vectores:

Así se explica la idea de flotación (¿están bien esos vectores?)

Así se explica la idea de flotación (¿están bien esos vectores?)

Esto no es que esté mal, pero una vez más, deja que desear. En (a), el cuerpo estaría en equilibrio, porque lo pintan apoyado en el suelo; sin embargo, el peso es mayor que el empuje y la resultante va hacia abajo. Según se ha explicado en alguna lección anterior, ¡debería moverse hacia abajo!… ¿Cómo es que no se mueve hacia abajo cuando llega al suelo? Porque en ese momento el suelo hace una fuerza adicional, la llamada fuerza normal, hacia arriba; una fuerza de la que el alumno no sabe nada todavía. ¿Cómo evitar meterse en este jardín? Pues no pintando el cuerpo apoyado en el suelo, sino simplemente cayendo…

Tampoco es tan sencillo de entender el caso (c), con la explicación tan apresurada que se da. Sería mejor pintar el cuerpo ascendiendo, y más adelante explicarlo.

Pero esta dificultad la trataremos en el próximo próximo post (¡que prometo que será el último sobre este tema!). Lo que en este punto debería decir el libro es que una piedra, aunque se hundiría porque la resultante va hacia abajo, parecería que pesa menos ¿Cuánto parecería que pesa? La fuerza que hace falta para sostenerla; como el empuje nos ayuda a sostenerla, la fuerza que tenemos que hacer nosotros es el peso menos el empuje. Y ahora, si queremos, podemos decir que eso se llama “peso aparente”… pero por favor, en lugar de poner el recuadro y las negritas, ¿por qué no contar que, cuando hacemos el muerto en una piscina, es que nuestro peso aparente es cero, y es como si fuéramos ingrávidos…?

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Un Comentario

  1. Daniel Quesada

    “Hacer este tipo de análisis conceptual es … seguramente aburrido para el lector (ustedes mismos me lo pueden confirmar…).”
    Pues no, este lector no lo confirma. Trabajoso sí, pero ¡fascinante!
    Daniel Quesada

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