Si intercalas las páginas de dos libros así...
...puedes separarlos. Pero...
si intercalas las páginas una por una,...
...es casi imposible separarlos.
Cuanto más tires, más se pegan las páginas entre sí.
www.ciensacion.org | Los experimentos prácticos de Ciensación están publicados como Recursos Educativos Abiertos bajo la licencia internacional Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Si intercalas las páginas de dos libros así...
...puedes separarlos. Pero...
si intercalas las páginas una por una,...
...es casi imposible separarlos.
Cuanto más tires, más se pegan las páginas entre sí.
Libros inseparables
Es realmente difícil separar dos libros cuyas hojas estén intercaladas, ni siquiera con máquinas pesadas. Pero de nuevo, si tiras de una hoja de entre las páginas de un libro no hay ninguna dificultad. ¿Cuándo y por qué se torna difícil?
Abordar la idea equivocada de que la fricción depende del peso de un objeto.
La fuerza de fricción depende de las propiedades del material y de la fuerza con la que una superficie se apoya sobre la otra.
Ten mucho cuidado, pues la fuerzas estudiadas en este experimento son muy fuertes.
Toma dos libros e intercala las hojas como si estuvieras mezclando dos mazos de cartas. Comienza con 30 páginas de un libro, luego coloca encima 30 páginas del otro, después otras 30 del primero y así sucesivamente. Toma los libros de los lomos e intenta separarlos lentamente.
1. Si repites el experimento intercalando una a una las hojas de cada libro, ¿por qué ahora es mucho más difícil separar los libros?
(si es necesario)
¿Qué fuerza mantiene los libros unidos?
› La fricción entre las páginas.
¿De qué depende la fuerza de fricción seca?
› De las propiedades del material y de la fuerza con la que una superficie se apoya sobre la otra.
¿Las propiedades del material cambian?
› No, es solo papel sobre papel.
¿Cambia la masa de los libros?
› No.
¿Entonces es solamente el peso de los libros lo que presiona las páginas y no permite separarlas?
› No. En el caso de las hojas intercaladas una por una, prácticamente no hay diferencia si colocas los libros en posición vertical u horizontal durante el experimento.
¿Qué otra fuerza está en juego en este experimento?
› La fuerza que usas para tirar de los libros. Al tirar de los lomos, las páginas de un libro actúan como pinzas sobre las páginas del otro libro: cuanto más fuerte tires, más fuerte será la fuerza que mantiene las páginas unidas.
¿Por qué este efecto es más fuerte en el caso de las páginas intercaladas una por una?
› Un ángulo menor de apertura de estas «pinzas» tiene como resultado un área mayor para que las «pinzas» puedan «pellizcar» las páginas del otro libro.
El objetivo principal de este experimento es que los alumnos descubran que no es el peso de los libros lo que causa la fricción que los mantiene pegados. Esta es una idea equivocada muy común después de estudiar la fricción, principalmente en situaciones en que la fuerza de gravedad presiona las superficies una sobre la otra.
En efecto, los dos libros se mantienen unidos por fricción. Esta fuerza de fricción depende de las propiedades del material, así como de la fuerza con la que una superficie se apoya sobre la otra. Cuando tiras de los lomos de los libros, en el caso de las páginas intercaladas una a una, una parte de la fuerza ejercida aumenta esa carga y, por lo tanto, amplifica la fuerza de fricción de una forma no linear [Alarcon et al. (2015)].