Aplicacions i Recursos de Física i Química— Situació-problema:
Un ciclista fa un viatge d'anada i tornada entre dos punts separats 80 metres amb velocitat sempre constant de 50 km/h. Un cavall fa el mateix viatge però amb velocitat constant de 40 km/h durant l'anada i amb velocitat constant de 60 km/h durant la tornada. Suposant negligible el temps del canvi de sentit, qui dels dos arribarà primer?
— Simulació i instruccions d'ús:
(1) Fixar la velocitat del viatge d'anada i el de tornada per a cadascun dels mòbils (ciclista i cavall).
(2) Prémer la bandera verda per iniciar la simulació.
(3) Veure les dades de posició i diferència de posicions indicades a la part central de la simulació.
— Resposta:
Donat que es tracta d'un moviment rectilini i uniforme es pot trobar el temps t de cadascun dels trajectes (anada i tornada) per a cada mòbil amb l'expressió:
t= x / v
on x= 80 m per a tots els casos. Llavors:
► Ciclista:
- viatge d'anada on v= 50 km/h (≈ 13,9 m/s): t(anada)= 80 m / 13,9 m/s → t(anada)= 5,8 s
- viatge de tornada on v= 50 km/h (≈ 13,9 m/s): t(tornada)= 80 m / 13,9 m/s → t(tornada)= 5,8 s
- temps total del viatge d'anada i tornada: t(total)= t(anada) + t(tornada)= 5,8 s + 5,8 s → t(total)= 11,6 s
► Cavall:
- viatge d'anada on v= 40 km/h (≈ 11,1 m/s): t(anada)= 80 m / 11,1 m/s → t(anada)= 7,2 s
- viatge de tornada on v= 60 km/h (≈ 16,7 m/s): t(tornada)= 80 m / 16,7 m/s → t(tornada)= 4,8 s
- temps total del viatge d'anada i tornada: t(total)= t(anada) + t(tornada)= 7,2 s + 4,8 s → t(total)= 12,0 s
Aquestes mateixes dades poden veure's representades en la següent gràfica posició-temps:
► Discussió: A partir dels càlculs i la represetació gràfica es pot concloure que el ciclista arribarà primer ja que per tal de completar el trajecte necessitarà 11,6 s davant dels 12 s que necessità el cavall.
Es poden trobar materials per fer una activitat d'aula basada amb aquesta proposta i que han estat publicats a l'ARC del CESIRE en aquest enllaç. [Informació complementària aquí]
Aquesta simulació forma part del treball La física de batxillerat amb simulacions scratch que és un treball final del Màster Universitari en Educació i TIC (e-Learning) de la UOC que va resultar premiat com a un dels millors treball finals del màster (veure notícia) i també va ser guardonat amb una Menció d'Honor al certàmen Internacional Ciencia en Acción 2017.
