Punto de equilibrio: halla el centro de masa

Un juego educativo de simulación. Predice dónde se equilibra una barra cargada, dónde poner una masa o cuánto debe pesar; luego suéltala y mira si la barra se queda horizontal sobre su apoyo.

Centro de masaEquilibrio

BANCO DE EQUILIBRIO

Dos masas

Listo
Activa JavaScript para equilibrar la barra. Las instrucciones y el ejemplo resuelto siguen disponibles.
Pesos m·gApoyoCentro de masaBarras de momentos
Centro de masa de la barrax_cm = Σm·x ÷ Σm

Tiempo

0.00 s

t

Inclinación

0.0 °

θ

Masa total

— kg

Σm

Suma de m·x

— kg·m

Σm·x

Centro de masa

— m

x_cm

Predice antes de soltar

Escribe tu respuesta para preparar la barra. Soltar sigue desactivado hasta que haya una respuesta.

Predice el punto de equilibrio antes de soltar.

Puntuación de la misión—

Una respuesta correcta mantiene la barra horizontal sobre su apoyo: 100 puntos. Acertar en la primera prueba suma 50 más. Una prueba cuenta en cuanto empieza.

✓ Respuesta correcta① A la primera

Cómo jugar a Punto de equilibrio

  1. Elige una barra y lee en la tarjeta cada masa y su distancia al extremo izquierdo.
  2. Multiplica cada masa por su posición y súmalas: Σm·x. Cuenta la masa de la barra en su centro.
  3. Divide entre la masa total para hallar x_cm, o despeja la posición o la masa que pone x_cm sobre el apoyo, y pulsa Soltar.
  4. Mira la marca verde: si el centro de masa está sobre el apoyo, la barra sigue horizontal; si no, se inclina hacia él.

¿Dónde está el centro de masa?

Todo objeto se comporta como si todo su peso tirara de un solo punto, su centro de masa. Para masas a lo largo de una línea es la posición media ponderada por la masa: x_cm = Σm·x ÷ Σm. Las piezas pesadas lo atraen hacia sí; las ligeras apenas lo mueven. El centro de masa de una barra uniforme está en su centro, así que la barra cuenta como una masa más colocada allí. Un objeto apoyado sigue quieto mientras su centro de masa esté sobre el apoyo; si lo sobrepasa, su peso lo hace girar sobre ese borde. Por eso puedes equilibrar una regla sobre un dedo, y por eso un balancín se equilibra cuando Σm·x es igual a ambos lados del pivote.

Un modelo de aprendizaje acotado

La barra es rígida y mide 2 m; las masas son puntos en posiciones fijas y la masa de una barra uniforme actúa en su centro. La parte plana del apoyo mide 2 cm: la barra sigue horizontal mientras su centro de masa esté encima. Si no, la barra gira desde el reposo sobre el borde más cercano del apoyo, θ = ½·α·t² con α = M·g·d ÷ I, hasta que su extremo bajo toca la mesa, calculado de forma exacta. Se juega en tiempo real.

Al cambiar de idioma se conservan tu barra, tu respuesta, tus intentos y la prueba.