Diseñar para Choques Más Seguros
Alineada a HS-PS2-3, de los Estándares de Ciencias de Próxima Generación (NGSS).
Qué enseña esta lección
Durante un choque, el cambio de momento (impulso) queda fijado por el impacto, pero el impulso es igual a la fuerza por el tiempo (F·t = Δp). Extender el choque durante más tiempo reduce la fuerza máxima. Las zonas de deformación, las bolsas de aire y la espuma del casco funcionan alargando el tiempo de frenado.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un huevo de 0.5 kg que se mueve a 8 m/s debe detenerse (Δp = 0.5 x 8 = 4 kg·m/s). Al golpear el concreto se detiene en 0.01 s, así que F = 4/0.01 = 400 N. Al caer en espuma que lo detiene en 0.2 s, F = 4/0.2 = 20 N, veinte veces más suave.
Ejemplo 2
Las bolsas de aire, las zonas de deformación y los cascos hacen una sola cosa: alargar el tiempo de frenado para que el mismo cambio de momento necesite menos fuerza.
Ejemplo 3
No puedes reducir el cambio de momento — el huevo tiene que detenerse. Solo puedes elegir cuánto tarda.
Preguntas de práctica
- Enuncia la relación impulso-momento e identifica cuál cantidad busca reducir un dispositivo de seguridad.
- Un maniquí de prueba (75 kg) desacelera de 15 m/s a 0. Compara la fuerza si el tiempo de frenado es 0.05 s frente a 0.5 s.
- Dibuja y describe un empaque para proteger un teléfono al caer; explica cada característica usando el impulso y el tiempo de frenado.
Mira la lección
Esta lección tiene video en español: el mismo que abre el código QR del cuaderno impreso.
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