Ejercicios: El modelo de cuerpo puntual

Explicá con tus palabras qué significa que en física se use el «modelo de cuerpo puntual». Indicá qué característica del cuerpo se deja de lado cuando se aplica este modelo.

Un ómnibus viaja de Montevideo a Salto por la ruta 3 y se quiere calcular cuánto tarda en llegar. ¿Se puede considerar al ómnibus como un cuerpo puntual? Respondé sí o no y justificá en una o dos frases.

Marcá cuáles de estas situaciones permiten modelar al cuerpo como un punto y cuáles no. Justificá brevemente cada una:

1. a) Un auto que recorre 200 km por la ruta 5 desde Canelones hasta Tacuarembó.
2. b) Una persona que estaciona el mismo auto en un garaje de 5 m de largo.

Valentina patea una pelota de fútbol en el Estadio Centenario y quiere estudiar la distancia que recorre la pelota desde que sale del pie hasta que cae al piso. Explicá por qué en este caso se puede representar la pelota como un punto y mencioná un aspecto del fenómeno que queda simplificado con ese modelo, por ejemplo algo relacionado con su forma o con su giro.

Un barco de 100 m de largo navega por el Río de la Plata y tarda 3 horas en ir de Colonia del Sacramento a Buenos Aires, unos 50 km.

1. a) Explicá por qué el barco puede considerarse un cuerpo puntual para calcular su rapidez media.
2. b) Calculá esa rapidez media en km/h.

Mateo dice: «Un cuerpo se puede considerar un punto solamente si es muy pequeño, como una moneda». Santiago responde: «No, depende de lo que se quiera estudiar». Indicá quién tiene razón y justificá tu respuesta con un ejemplo de un cuerpo grande que sí se modela como punto y un ejemplo de un cuerpo pequeño que no.

Un camión de 12 m de largo recorre 3 km por la Rambla de Montevideo y después tiene que entrar marcha atrás en un depósito de 15 m de fondo.

1. a) Analizá en cuál de las dos partes del movimiento el modelo de cuerpo puntual es adecuado y en cuál no.
2. b) Explicá qué cambió entre una parte y la otra para que el mismo camión deje de poder representarse como un punto.
3. c) Indicá qué información del camión hay que tener en cuenta en la segunda parte y que se podía ignorar en la primera.

La Tierra se puede considerar un punto cuando se estudia su traslación alrededor del Sol, pero no cuando se estudia la sucesión del día y la noche.

1. a) Argumentá por qué en el primer caso el modelo es válido y en el segundo no, comparando el tamaño de la Tierra con la distancia que se considera en cada fenómeno.
2. b) Explicá qué propiedad de la Tierra (su rotación) se pierde al modelarla como un punto.
3. c) Proponé otro cuerpo que, como la Tierra, pueda ser punto en un estudio y no en otro, y explicá en qué cambia el estudio.