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Comparar ayudas para elevar una carga

4.º gradoRuta de edumaterial

Qué vas a aprender

  • Relacionar los datos del caso para distinguir explicaciones compatibles y límites de la evidencia.
  • Reparar un registro o construir una comprobación segura que responda a una pregunta nueva.

Antes de empezar

  • Leer registros y tablas sencillas; distinguir lo observado de una explicación.
  • Usar las definiciones y el procedimiento de esta lección antes de resolver los casos.

Comparar ayudas para elevar una carga

Una máquina simple puede facilitar una tarea cambiando la fuerza necesaria, la dirección de la fuerza o el recorrido. No decide por sí sola qué plan conviene: tienes que conocer la carga, la altura, el espacio disponible y las condiciones de uso.

Una rampa permite elevar una carga recorriendo un camino inclinado. Para la misma altura, una rampa más larga y menos inclinada puede requerir menor fuerza de empuje en condiciones comparables, pero hace recorrer más distancia. No significa que cree energía ni que suprima el esfuerzo.

La comparación exige fijar el resultado buscado. Una rampa que eleva hasta una plataforma baja no ha realizado la misma tarea que otra que llega a una plataforma alta. El rótulo «más fácil» queda incompleto si no sabes qué elevación y qué carga se compararon.

También importa el rozamiento. Dos rampas con longitudes diferentes y superficies distintas no separan el efecto de la inclinación del efecto del contacto. Puedes comparar los planes completos para un uso concreto, pero no atribuir el resultado solo a una propiedad.

Un criterio de decisión puede combinar varias condiciones. Si el registro dice que una ayuda cabe, pero no que soporta la carga prevista, no puedes aprobarla por la primera columna. Un plan que facilita empujar puede ser inadecuado por espacio o por estabilidad.

Usamos registros y maquetas simuladas, sin mover cargas pesadas ni levantar a una persona. Una demostración con piezas livianas la organiza el docente. Aquí comparamos lo que registran las maquetas: qué cambia y qué se conserva.

Misma tarea
Comparación que usa la misma carga y llega a la misma altura. Permite evaluar cómo cambia el esfuerzo o el recorrido sin confundir el objetivo.

Elige la comprobación que responde a la pregunta

  1. Fija carga y altura antes de comparar ayudas.
  2. Lee esfuerzo, recorrido y espacio como condiciones diferentes.
  3. Si una condición no se midió, pide esa información antes de recomendar el plan.

Lo que el registro permite comparar

Plan simuladoTarea y recorridoEmpuje registrado
Rampa cortaMisma carga y superficie; altura 20 cm; recorrido 60 cmMayor
Rampa largaMisma carga y superficie; altura 20 cm; recorrido 100 cmMenor

Un caso resuelto con la tabla

Hay 110 cm de espacio y se busca reducir el empuje para la carga y altura de la tabla. ¿Qué plan corresponde y qué costo de recorrido conserva?

  1. Ambos alcanzan 20 cm con la misma carga y superficie.
  2. La rampa larga cabe en 110 cm y registra menor empuje.
  3. Su recorrido es 100 cm, mayor que 60 cm; facilitar el empuje no elimina el trayecto.

Se escoge la rampa larga para ese objetivo, reconociendo su mayor recorrido.

Una inferencia que conviene revisar

La rampa con menor empuje es la mejor aunque no sepamos si cabe.

Comprueba todas las condiciones del uso antes de recomendarla.

Un buen resultado de fuerza no sustituye un dato de espacio, altura o estabilidad.

Contrasta las explicaciones

En una maqueta simulada, el plan C es una rampa que se puede alargar y el plan D es otra rampa. Con la misma carga, C necesita menos empuje que D, pero C solo se probó hasta 10 cm de altura y D hasta 25 cm. Se busca la ayuda que eleve esa carga a 25 cm con menos empuje. ¿Cómo usarías estos registros?

Elige una respuesta

Solución accesible sin interacción

Respuesta: Alargar C, probarla hasta 25 cm y comparar. — Solo D cumplió la tarea pedida; para comparar empujes, C debe llegar a la misma altura.

Los empujes registrados corresponden a tareas distintas: 10 cm y 25 cm. C no se ha probado en la tarea pedida, pero puede alargarse, así que no se descarta ni se elige todavía: hay que ensayarla hasta 25 cm y comparar después.

Dos ayudas de una maqueta elevan la misma pieza liviana a 12 cm. La primera reduce el empuje, pero requiere empujar alejándose de la plataforma; la segunda cambia la dirección para poder halar desde una zona despejada. El objetivo es trabajar desde esa zona despejada, sin exigir el menor esfuerzo. Redacta la decisión y el dato adicional que pedirías antes de un uso real.

Solución accesible sin interacción
  • Elegir por dirección y zona, no por menor fuerza.
  • Solicitar una condición de seguridad todavía no documentada.

Respuesta: Modelo orientativo: Corresponde la segunda por permitir halar desde la zona requerida. Para un uso real pediría capacidad de carga y condiciones de estabilidad/seguridad del montaje; no la apruebo solo por su dirección. La primera responde a otro objetivo. Se aceptan paráfrasis que cumplan los criterios; no se exige esta redacción literal.

Corresponde la segunda por permitir halar desde la zona requerida. Para un uso real pediría capacidad de carga y condiciones de estabilidad/seguridad del montaje; no la apruebo solo por su dirección. La primera responde a otro objetivo.

  • Compara ayudas solo si cumplen la misma tarea: misma carga y misma altura.
  • Una rampa más larga puede pedir menos empuje, pero obliga a recorrer más y necesita más espacio.
  • Antes de recomendar un plan, revisa todas las condiciones de uso: espacio, carga que soporta y estabilidad.

Compruébalo ahora

  1. Para subir una carga liviana a 15 cm hay tres rampas de igual superficie: R1 de 40 cm, R2 de 55 cm y R3 de 70 cm de largo. La libreta solo registra el empuje de R1 (alto) y el de R3 (bajo). Hay 60 cm de espacio y se quiere el menor empuje posible. Decide qué rampa recomendarías con estos datos, qué esperas de su empuje y qué registro pedirías antes de aprobarla.

    Ver solución explicada
    • Descartar por espacio y elegir entre las que caben con la relación largo-empuje.
    • Separar lo esperado de lo registrado y pedir el empuje de R2.

    Respuesta: Modelo orientativo: R3 no cabe en 60 cm. Entre las que caben, R2 es más larga que R1 para la misma altura y superficie, así que se espera que pida menos empuje que R1, pero no está medido. Recomendaría R2 de forma provisional y pediría registrar su empuje con la misma carga hasta 15 cm antes de aprobarla. Se aceptan paráfrasis que cumplan los criterios; no se exige esta redacción literal.

    R3 no cabe en 60 cm. Entre las que caben, R2 es más larga que R1 para la misma altura y superficie, así que se espera que pida menos empuje que R1, pero no está medido. Recomendaría R2 de forma provisional y pediría registrar su empuje con la misma carga hasta 15 cm antes de aprobarla.

  2. La ficha de una ayuda para elevar dice «soporta 2 kg; alcanza 30 cm». La carga prevista pesa 3 kg y debe llegar a 20 cm. Un equipo aprueba la ayuda porque alcanza más altura de la necesaria. Corrige la aprobación sin proponer ensayar una carga que exceda la ficha.

    Ver solución explicada
    • Separar límite de carga de altura disponible.
    • Rechazar exceder la ficha y pedir una alternativa que cumpla ambas.

    Respuesta: Modelo orientativo: La altura sirve, pero la carga de 3 kg supera los 2 kg indicados. No se aprueba ni se ensaya por encima de ese límite; se necesita otra ayuda que admita al menos 3 kg y alcance 20 cm. Se aceptan paráfrasis que cumplan los criterios; no se exige esta redacción literal.

    La altura sirve, pero la carga de 3 kg supera los 2 kg indicados. No se aprueba ni se ensaya por encima de ese límite; se necesita otra ayuda que admita al menos 3 kg y alcance 20 cm.

  3. En tres registros simulados de una misma rampa, un carrito vacío necesita empuje bajo y uno cargado necesita empuje alto. En el tercer registro, también cargado, las ruedas están bloqueadas y el empuje es aún mayor. Formula una comparación para estudiar la carga y otra para estudiar el bloqueo, usando los registros disponibles.

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    • Construir dos parejas que aíslen condiciones distintas.
    • Usar el carrito cargado libre como referencia común.

    Respuesta: Modelo orientativo: Para carga comparo vacío con cargado de ruedas libres, en la misma rampa. Para bloqueo comparo los dos cargados, uno con ruedas libres y otro bloqueadas. No comparo vacío libre con cargado bloqueado para atribuir un efecto único. Se aceptan paráfrasis que cumplan los criterios; no se exige esta redacción literal.

    Para carga comparo vacío con cargado de ruedas libres, en la misma rampa. Para bloqueo comparo los dos cargados, uno con ruedas libres y otro bloqueadas. No comparo vacío libre con cargado bloqueado para atribuir un efecto único.

  4. La libreta de una rampa simulada anota: «empuje bajo; superficie lisa; color verde; probada con una caja liviana». El colegio quiere usarla para subir esa misma caja a una plataforma de 18 cm, en un pasillo donde caben como máximo 90 cm de rampa. Decide si la libreta permite aprobar la rampa para ese lugar. Separa los datos que sirven, los que no hacen falta y los que faltan.

    Ver solución explicada
    • Clasificar los datos de la libreta en útiles, innecesarios y ausentes.
    • Pedir largo y altura alcanzada sin usar el empuje como sustituto.

    Respuesta: Modelo orientativo: No permite aprobarla todavía. Sirven el empuje bajo y que se probó con la misma caja. El color no hace falta. Faltan el largo de la rampa, para saber si cabe en 90 cm, y la altura que alcanza, para saber si llega a 18 cm. Se aceptan paráfrasis que cumplan los criterios; no se exige esta redacción literal.

    No permite aprobarla todavía. Sirven el empuje bajo y que se probó con la misma caja. El color no hace falta. Faltan el largo de la rampa, para saber si cabe en 90 cm, y la altura que alcanza, para saber si llega a 18 cm.

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