Experimento con imágenes del movimento de una barra que cae y análisis de los vínculos

Resumo Los vínculos y sus efectos son poco abordados en textos de física introductoria y clases teóricas de mecánica. Para problematizarlos, recuperamos el mecanismo de una barra que, al caer, gira en torno de un eje. Como otros trabajos del grupo Mecánica EXperimental con Imágenes (MEXI, http://www.fep.if.usp.br/~fisfoto/), filmamos ese movimiento para medir, en cada cuadro extraído de esos videos, el ángulo que la barra forma con la horizontal y asociarlo al instante de tiempo en que la imagen fue captada. Los resultados experimentales se comparan con los de un modelo teórico cuya representación matemática se basa en la relación entre torque y aceleración angular, que lleva a una ecuación diferencial de segundo orden en una única variable, y necesita ser integrada numéricamente. El estudio de la componente vertical de la aceleración de la barra permite constatar que la aceleración en la punta, dependiendo del ángulo inicial de lanzamiento, es a veces mayor que g. Esta experiencia es también un buen ejemplo de cambio de coordenadas polares a cartesianas a explorar en clase. La propuesta se fundamenta en una concepción modeloteórica de la física a enseñar y pretendemos que se constituya en un ejemplo paradigmático en el estudio de la caída constreñida.