En la introducción al estudio del equilibrio (Equilibrio y estabilidad I) vimos que un cuerpo se mantiene en equilibrio estable en tanto el Centro de Gravedad (CG) quede por encima de la base de apoyo.
Un área de sustentación grande y un centro de gravedad bajo hacen más estable la situación de un cuerpo apoyado.
Un auto de Fórmula 1 tiene un CG muy bajo.
Esto reduce el riesgo de volcar en las curvas tomadas a gran velocidad.
La base de sustentación de una equilibrista sobre la cuerda es muy pequeña y su centro de gravedad está muy alto. Mantener el equilibrio requiere, en estos casos, de una destreza especial.
La ubicación del CG de un cuerpo puede cambiar.
Esto es lo que ocurre cuando el objeto puede modificar su forma.
Es lo que sucede, por ejemplo, con el cuerpo humano.
En una persona de pie con los brazos a los costados el CG se ubica, dentro del cuerpo, aproximadamente a la altura del ombligo. Cuando levanta los brazos, el CG sube. Al inclinarse hacia adelante el centro de masa se desplaza llegando a ubicarse fuera del cuerpo (observe que a pesar de ello, en las tres posiciones, el CG sigue ubicado sobre el área de apoyo definida por los pies).
Este jugador de futbol americano aumenta su estabilidad frente a los empujones que podrían hacerlo caer haciendo dos cosas: baja su CG y aumenta el área de sustentación (limitada en este caso por los cuatro puntos de apoyo de manos y pies).
En general los animales cuadrúpedos mantienen, al caminar, tres de las cuatro patas apoyadas en el suelo delimitando una amplia zona triangular sobre la cual se ubica siempre el CG.
Los animales bípedos - como el hombre - con sólo dos puntos de apoyo, compensaron ese déficit aumentando la superficie de sus pies.
Compare el tamaño relativo de los pies - en relación al cuerpo - en un perro, un ave y el
hombre
La posición erguida del hombre es sumamente inestable, su centro de gravedad está muy alto. Mantener el CG sobre la base de sustentación de los pies exige un complejo y permanente control neuromuscular.
A un niño le lleva unos doce meses adquirir ese control que le permitirá desplazarse sin caer. Inicialmente el niño se desplaza gateando logrando una mayor superficie de sustentación.
Cuando una persona al caminar levanta un pie, se desplaza levemente de costado de manera que el CG queda sobre el pie que apoya.
Detrás de todos estos ejemplos y muchos otros está el principio de equilibrio.
En una próxima entrada analizaremos otra condición de equilibrio vinculada a los sistemas que pueden girar alrededor de un punto cuando se le aplican fuerzas.
Por ahora, a modo de ejercitación, le dejamos estas ....
... Preguntas
- ¿Dónde le parece que se encuentra el centro de gravedad de los siguientes cuerpo?:
a) Una escoba
b) Una pelota de basquet
c) Un bate de beisbol - ¿Cómo clasificaría el estado de equilibrio de esta bailarina, estable o inestable? ¿por qué?
- Cuando una persona lleva una valija pesada con la mano izquierda se inclina hacía el lado derecho y en ocaciones separa del cuerpo el brazo derecho ¿para qué hace esto?
- Si a la silla de la imagen se le quita una de las patas delanteras la silla no se cae, pero si se le quita una de las patas traseras, se vuelca. ¿por qué?
¿Qué es lo que hace tan inestable la situación de la cabra de la foto?
- ¿Por que las mujeres embarazadas como la de la imagen se inclinan levemente hacia atrás al estar paradas o caminar?
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