Ejercicio 1
Enunciado: Con base en la gráfica y la situación presentada, coloco (V) si es verdadero o (F) si es falso y justifico mi respuesta. «Al analizar al colgante, a Andrés y a su mochila, únicamente se está estudiando un sistema no inercial.» ( )
Análisis: el bus se mueve con aceleración \vec{a} respecto del suelo (sistema de referencia terrestre).
- Marco inercial: el suelo (la Tierra) es un sistema de referencia inercial, respecto del cual el Trole tiene aceleración \vec{a} \neq 0 y donde se describen las fuerzas reales (peso m\vec{g} y tensión \vec{T} de la cuerda).
- Marco no inercial: el interior del bus acelera, por eso es un sistema no inercial; en él aparece una fuerza ficticia (inercial) \vec{F}_{in} = -m\vec{a} sobre los cuerpos, que explica la inclinación de la cuerda con ángulo \theta y hace que, para un observador dentro del bus, la mochila parezca "en reposo".
- Equilibrio aparente dentro del bus: para el colgante de masa m se cumple \vec{T} + m\vec{g} + (-m\vec{a}) = 0, de donde \tan\theta = \dfrac{a}{g}.
- Evaluación de la afirmación: el análisis involucra simultáneamente los dos marcos (el inercial terrestre, donde \vec{a} existe, y el no inercial del bus, donde se percibe la fuerza ficticia). Por lo tanto no se estudia únicamente un sistema no inercial: la palabra "únicamente" hace falsa la proposición.
Respuesta
F (falso)**, porque el análisis se realiza en un marco inercial (Tierra) y en uno no inercial (bus que acelera); solo en conjunto se explica la inclinación de la cuerda (\tan\theta = a/g) y el reposo aparente de la mochila y de Andrés.
