3.2 El centro de gravedad
El centro de gravedad (cdg) es el punto sobre el que se sitúa la resultante del peso que actúa sobre cada una de las partes del cuerpo. Es decir, se deja de considerar al cuerpo como una masa puntual y se tienen en cuenta su forma y dimensiones.
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Determinación del centro de gravedad
Si el cuerpo es regular, es muy sencillo localizarlo: la intuición indica que estará en su centro geométrico.
Observa que en todos estos casos el centro de gravedad está dentro del cuerpo. Pero ¿siempre es así?. Fíjate ahora lo que sucede en el caso de objetos como los flotadores o los neumáticos. En estos casos, el cdg está en un punto que no pertenece al cuerpo.
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Si el cuerpo es irregular, hay que recurrir al proceso experimental que se indica en la imagen.
El centro de gravedad y el equilibrio de los cuerpos
Para que un cuerpo esté en equilibrio de rotación, es decir, no gire ni se caiga, la vertical
del cdg debe caer dentro de la superficie de apoyo del cuerpo.
¿Cómo funciona un tentetieso? En la imagen tienes un tentetieso de juguete para niños pequeños: se entretienen empujándolo para que comience a cabecear de un lado para otro.
¿Por qué lo hace? El punto de apoyo en muy pequeño, por lo que al empujar un poco al muñeco la vertical del peso cae fuera de la zona de apoyo; entonces se genera un momento de giro justo en el sentido contrario al del empujón, y cuando llega al otro lado y se detiene un instante, cae en sentido contrario, y así sucesivamente hasta que vuelve a quedarse vertical, en equilibrio.
En el vídeo puedes ver un tentetieso casero. Observa que es alto y además tiene una bola metálica arriba del todo. ¿Cuál es la razón? Cuanto más arriba tenga el cdg, más se desviará con un empujón y mayor será la oscilación (que es de lo que se trata).
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La estabilidad de los cuerpos
Para favorecer la estabilidad de los cuerpos y evitar que se caigan interesa que sean bajos y con una superficie de apoyo grande, para evitar que la vertical del cdg caiga fuera de la superficie de apoyo y el cuerpo vuelque.
Determinación experimental de centros de gravedad
Vas a determinarlo en diversos objetos: una escoba, una llave inglesa y un pájaro equilibrista.
En los dos primeros casos, apoya un extremo del objeto en cada mano y ve acercándolas lentamente manteniendo el objeto en equilibrio entre ellas. Cuando se junten tendrás apoyado el objeto por su centro de gravedad.
En el pájaro equilibrista, el cdg está en el pico. Justifica la forma del pájaro para que pueda estar en equilibrio en ese punto.
La lata equilibrista
Una lata de aluminio puede permanecer en equilibrio tal y como se ve en la imagen. ¿Qué hay que hacer para conseguirlo?
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El móvil que vuelca
Utiliza la imagen siguiente para justificar cuál de los dos móviles es más fácil que vuelque.
¿Dónde está el centro de gravedad?
Observa estos dos deportistas, que están en equilibrio. Marca el lugar aproximado en que se encuentra su centro de gravedad.
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¿Caerá la torre de ladrillos?
Fíjate en la imagen y justifica si caerá o no la torre de ladrillos.