núm 5 
Primavera del 2010
Societat Catalana de Física

Inici

Sumari      9/9 


Problemes d'aquí i d'allà
Salvador Estradé, Tavi Casellas i Xavier Jaén
L'objectiu d'aquesta secció és proposar i resoldre problemes que siguin estimulants i atractius per a l'alumnat (i per a nosaltres) i que fomentin el seu interès per la física. Voldríem que el professorat s'animés a col·laborar-hi, que ens enviés les seves propostes a sestrade@xtec.cat i que engresqués el seu alumnat a participar-hi. En cada número, hi haurà una proposta i se'n publicarà la millor solució o la més original.

La solució del problema del número anterior la trobareu, junt amb l'enunciat, seguint l'enllaç: El  llenyataire

Hurakan Condor: un problema d'alt risc

En aquest número us presentem un problema d'alt risc. Està basat en dades reals d'una atracció de Port Aventura. A banda de calcular amb les dades reals, introduïm elements per al redisseny de l'atracció portant la situació al límit de resistència del cos. Aquest límit és de la mateixa categoria que el que suporten els astronautes, asseguts en una molt bona butaca, quan són enviats acceleradament cap a l'espai. No cal dir que aquest rediseny ha de quedar només com a límit teòric i que no  s'ha de portar mai a la pràctica!

Enunciat


A la pàgina http://www.pafans.com/portaventura/portaventura-park/mexico/hurakan-condor/ podem trobar algunes dades sobre una atracció de Port Aventura: “Hurakan Condor és una de les caigudes lliures més grans del món. Amb els seus 100 m d'altura, assoleix els 115 km/h...”.

a) A quina altura comença a frenar l’atracció?
Suposeu que una góndola, amb les quatre persones assegudes, té una massa de 600 kg.
b) Si suposem que la força de frenada és constant, quin valor tindrà?
c) Quina força fa el seient de la góndola sobre una persona de massa 60 kg durant la frenada?. Aquesta força serà la responsable del seu pes aparent.
d) Admetent que el nostre cos, amb un bon coixí, pot resistir un pes aparent de 5g·m, en què m és la massa del cos, a quina velocitat màxima es podria arribar?



Solució

A les figures 3 i 4 podeu veure el significat dels símbols escollits:

 

a) A quina alçada comença a frenar l’atracció?

Mentre no arriba a la velocitat màxima no hi ha frenada i el procés conserva l'energia. Prenem l'origen d'energia potencial gravitatòria a la base de la torre, de manera que la gòndola comença a caure des d'una alçada (vegeu la figura 4):

b) Si suposem que la força de frenada és constant, quin valor tindrà?

La resta de recorregut l'energia gravitatòria i cinètica són dissipades integrament pel treball de la força de fricció que actua sobre la gòndola:

c) Quina força fa el seient de la góndola sobre una persona de massa 60 kg durant la frenada?. Aquesta força serà la responsable del seu pes aparent.

Tota la gòndola, junt amb les persones, es mouen conjuntament a la mateixa acceleració a. La força f del seient sobre una sola persona serà la responsable que aquesta es mogui conjuntament amb la gòndola ( vegeu la figura 3):

d) Admetent que el nostre cos, amb un bon coixí, pot resistir un pes aparent de 5g·m, en què m és la massa del cos, a quina velocitat màxima es podria arribar?

Hem d'anar en compte perquè alterar la velocitat màxima també altera les alçades a les que s'hi arriba!

Prenem . Tenim, utilitzant les relacions ja trobades als apartats c) primer i b) després

però també

Resolvent aquestes dues equacions trobem

És a dir, podriem allargar la caiguda fins a 80 m i frenar durant els restants 20 m amb una força de fricció sobre la góndola de.





Sumari  9/9 

Inici

ISSN: 1988-7930    Adreça a la xarxa: www.RRFisica.cat    Adreça electrònica: redaccio@rrfisica.cat  difusio@rrfisica.cat
Comitè de redacció : Josep Ametlla, Octavi Casellas, Xavier Jaén, Gemma Montanyà, Cristina Periago, Octavi Plana, Jaume Pont i Ramon Sala.
Treballem conjuntament : Societat Catalana de Física, Associació de Professores i Professors de Física i Química de Catalunya,XTEC, Universitat Politècnica de Catalunya, Universitat de Barcelona

     
Programació web:
Xavier Jaén i Daniel Zaragoza.

Correcció lingüística:
Serveis Linguïstics de la Universitat Politècnica de Catalunya.
Aquesta obra està subjecta a una
Llicència de Creative Commons
Creative Commons License

Recursos de Física col·labora amb la baldufa i també amb ciències Revista del Professorat de Ciències de Primària i Secundària (Edita: CRECIM-UAB)