La física de un tobogán de patio de recreo

Se puede hacer referencia directa a las leyes de la física al examinar cómo funciona un tobogán de patio de recreo. Varias fuerzas tienen un efecto sobre la eficiencia de un deslizamiento, siendo la más obvia la fuerza de gravedad. La gravedad es una fuerza constante que se ejerce sobre cualquier cosa que tenga masa. Sin embargo, la gravedad no es la única fuerza que determina la velocidad o la aceleración de un objeto o una persona que desciende por un tobogán.

De la Tierra atracción gravitatoria ejerce una fuerza descendente sobre todo en el planeta. Cuando alguien se sienta en la parte superior de un tobogán, la gravedad es la fuerza constante que empuja a la persona directamente hacia abajo. Sin la fuerza de la gravedad que tira de una persona, un tobogán no funcionaría en absoluto. La gravedad es un concepto básico de la física que afecta a casi todo, incluido el equipamiento del patio de recreo.

Si bien la gravedad es un elemento esencial de la física en un tobogán de juegos, la fricción es de igual importancia. La fricción actúa contra la gravedad para ralentizar el descenso de una persona en un tobogán. La fricción es una fuerza que se produce cuando dos objetos se frotan entre sí, como un deslizamiento y el trasero de una persona. Sin fricción, un deslizamiento aceleraría al ciclista demasiado rápido, lo que provocaría una posible lesión. Ciertos materiales llamados lubricantes pueden reducir los efectos de la fricción. Es por eso que los toboganes de los parques acuáticos son mucho más rápidos que los toboganes de los parques infantiles; el agua actúa como lubricante. Sentarse sobre papel encerado también puede reducir la cantidad de fricción.

La primera ley del movimiento de Newton establece un concepto de física denominado inercia. Según The Physics Classroom, la ley de Newton se puede resumir como "Un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento con la misma velocidad y en la misma dirección a menos que actúe sobre él una fuerza desequilibrada. "El objeto (la persona) está en reposo en la parte superior del diapositiva. El objeto, o la persona, permanece en reposo hasta que es empujado, ya sea por él mismo o por otra persona. Después del empujón, acelera hasta alcanzar una velocidad máxima y permanece en movimiento hasta que otra fuerza lo detiene. Esta es la inercia.

Cuando una persona se sienta por primera vez en la parte superior de un tobogán, contiene energía potencial. La energía potencial es cualquier energía almacenada y existe en cualquier objeto o es capaz de caer o moverse. Cuando comienza a deslizarse, la energía potencial se convierte en energía cinética. Cualquier objeto que esté en movimiento contiene energía cinética. La cantidad de energía cinética depende de la masa y la velocidad. Entonces, la energía cinética de una persona que se desliza por un tobogán depende de cuánto pesa y qué tan rápido va, que son factores interrelacionados. No importa en qué dirección descienda una persona por un tobogán, y no importa en qué ángulo, esa persona contiene energía cinética.