Nos gustaría poder medir la fuerza que ejerce un cuerpo al chocar contra otro. Para ello necesitaríamos un dinamómetro, al no disponer de ello nos planteamos






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fecha de publicación12.06.2016
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Experimento 1: Dominó





DOMINÓ


Introducción:

Nos gustaría poder medir la fuerza que ejerce un cuerpo al chocar contra otro. Para ello necesitaríamos un dinamómetro, al no disponer de ello nos planteamos realizar un experimento para comprobar que ocurre si tiramos por una rampa, cuya inclinación es constante, dos pelotas del mismo tamaño pero con diferente peso y que finalicen golpeando en unas piezas de dominó situadas al final de la rampa y en fila de uno, cada una separada por 5 centímetros. De esta manera queremos medir la fuerza que ejerce cada pelota de distinto peso en una misma situación. Para ello lanzaremos cada pelota 10 veces por la rampa y comprobaremos cuantas piezas de dominó tiran cada vez. Finalmente hallaremos la media de los resultados obtenidos y de la desviación típica, pudiendo comprobar así nuestra hipótesis de que el peso de la pelota es directamente proporcional con el número de fichas de dominó que tira al caer por la rampa.


Marco teórico:

El experimento que vamos a realizar está basado en la segunda ley de Newton, la cual dice “el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de ésta; las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, la fuerza y la aceleración están relacionadas, dicho de otra manera, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.

La base teórica que permitió a Newton establecer sus leyes está relacionada con el concepto de masa, identificando éste con la cantidad de materia. Newton afirma que la cantidad de movimiento es el resultado de unir la masa con la velocidad, estableciendo así dos tipos de fuerzas; La vis insita, que refleja la inercia de la materia, y la vis impressa, que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, esta además de producirse por choque o presión puede producirse por una tercera fuerza, la vis centrípeta, fuerza que lleva un cuerpo hacia un punto determinado.

Debemos tener en cuenta la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento.

Con esto Newton establece que los movimientos aparentes son las diferencias de los movimientos verdaderos y que las fuerzas son causas y efectos de éstos.

Metodología:

Para poner en práctica el experimento necesitamos los siguientes recursos materiales:

  • Dos pelotas de mismo tamaño pero diferente peso.

  • Una rampa.

  • 10 fichas de dominó.

  • Báscula

  • Medidor de ángulos (cuál era el ángulo de la rampa??)

Una vez que tengamos los materiales, colocaremos la rampa en una posición la cual será marcada en el suelo, después colocaremos las fichas de dominó al final de la rampa en fila de uno, separadas unas de otras por una distancia de 5 cm, marcando en el suelo la posición de cada ficha.

Una vez que tengamos esto terminado y colocado, lanzaremos cada pelota 10 veces, las pelotas serán lanzadas desde la misma altura, la cual estará marcada con una señal en la rampa.

Empezaremos por la pelota de menos peso (5 gramos) y comprobaremos cuantas fichas de dominó es capaz de tirar cada vez. Anotaremos todos los datos para utilizarlos en el paso final. Repetiremos los mismos pasos con la pelota de mayor peso (10 gramos).

Una vez finalizado el experimento y teniendo todos los datos necesarios, realizaremos la media y la desviación típica de ambos casos para poder comparar y comprobar así nuestra hipótesis.

Realizaremos el trabajo entre 4 personas y pondremos en común las conclusiones que cada una de nosotras haya observado.

Puesta en marcha:

Aquí reflejamos los pasos a seguir en la puesta en marcha y los resultados hallados.

  • Recogemos en una tabla el número de veces que se ha tirado las dos pelotas y el número de fichas de dominó que han caído en cada una de esas series al golpear la pelota contra las fichas de dominó.

Los datos obtenidos durante el experimento son los siguientes:




1ª VEZ

2ª VEZ

3ª VEZ

4ª VEZ

5ª VEZ

6ª VEZ

7ª VEZ

8ª VEZ

9ª VEZ

10ª VEZ

PELOTA

10 gramos

4

4

5

8

5

4

7

4

5

4

PELOTA

5 gramos

1

1

1

2

1

1

1

1

2

1



  • Después de recoger estos datos, hallamos la media de las 10 tiradas con cada una de las pelotas de distinto peso.






Total de fichas caídas

Número de veces de tiradas

Media de resultados

PELOTA

10 gramos

50

10

5

PELOTA

5 gramos

12

10

1,2



  • Hallamos la desviación típica utilizando la fórmula de ésta.

R2= (X1-X)2 + (X2-X)2 + (X3-X)2…………

N







DESVIACIÓN TÍPICA

PELOTA

10 gramos

R2=1,34

PELOTA

5 gramos

R2= 0,4

El experimento comprueba así la ley de Newton, en la cual la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo, por lo cual a más peso más aceleración y por consecuencia más fichas serán derribadas.

Debemos tener en cuenta los errores que hemos podido cometer al realizar dicho experimento, por lo que los datos no son exactos son:

  • Las pelotas eran de fabricación propia y no eran redondas, eran ovaladas por lo que no ruedan igual.

  • En un lateral de la pelota, ésta tenía una arista que hacía que la pelota se desviará hacia un lado al finalizar la rampa.

  • El peso de las pelotas no era uniforme, estaban rellenas de azúcar y según se colocase el azúcar dentro del óvalo rodaba hacía un lado o hacía otro.



Evaluación

Con los resultados obtenidos, y contando también con los posibles errores de cálculo y medición, hemos podido observar que cuanto mayor sea el peso de la pelota, mayor número de fichas es capaz de tirar dicha pelota, por lo que podemos afirmar que nuestra hipótesis planteada al inicio del experimento es verdadera; el peso de la pelota es directamente proporcional al número de fichas que tira cada vez que cae.

Ana Alcarria, Eva María Barrero, Henar Palancar, Verónica Valdericeda

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