Experimentos Inercia

Las leyes de Newton son:
  1ª - Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre él.
  2ª - 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.
  3ª - Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

En estos experimentos vamos a comprobar la primera Ley de Newton.


Experimento 1
Se coge un vaso, recipiente, tubo... (da igual el instrumento mientras tenga el borde redondo, una jarra, por ejemplo), se coge un objeto para poner encima del objeto cilíndrico (preferiblemente de base plana, pues se sujetará mejor. En este caso hemos puesto un recipiente para salsa) y se corta una tira de papel. El grosor de la tira influye en el experimento: si es muy ancha aumenta la superficie de fricción y aumenta el rozamiento, lo que hará que el recipiente se desplace más y viceversa. 

Procedimiento: Se coloca el borde de la tira de papel encima la jarra y sobre ello el recipiente. Se tira bruscamente de la hoja de papel y el recipiente se queda en el borde de la jarra.

Experimento 2
Para este experimento utilizaremos dos vasos, una tira de papel, dos monedas y un objeto alargado que permitirá aumentar la velocidad del golpe.

Procedimiento: Se colocan los vasos en un lugar elevado y con espacio en medio (para que el palo, regla... pueda pasar), se coloca la tira de papel sobre los vasos y las monedas encima, una en cada vaso. Con el objeto se realiza un golpe veloz al papel para que las monedas no se muevan.

variante 1

variante 2

Estos experimentos no han salido como estaba previsto, aunque nos han permitido hacer una interesante observación: aparte de que los vasos tenían un borde ligeramente redondeado y las monedas se caen con más facilidad; que si aplicas una fuerza menor a la del rozamiento, la moneda se desplaza con el papel, y si se aplica una fuerza mayor, el papel se desplaza más que la moneda (el desplazamiento de la moneda depende de la fuerza con la que se tire del papel y del tiempo que se tarde en llegar hasta ella, cuanto menos se tarde, menos se desplazará la moneda).
A demás hemos advertido que las monedas se han caído siempre hacia el vaso. para averiguar el porqué hemos probado a girar la moneda hacia dentro y hacia fuera y porque está colocado en una zona curva, siempre es más probable que caiga hacia el centro.


Experimento 3
Esta vez utilizaremos sólo un recipiente, para que toda la fuerza se aplique a ese tramo de papel (en el experimento anterior, al ser con dos vasos, no se sujeta un extremo del papel por lo que hay que aplicar más fuerza para que la moneda no se caiga) y un instrumento más alargado (cuanto más largo sea mayor será la velocidad lineal es mayor: V-lineal = ω*r a mayor radio, mayor velocidad lineal) 

Procedimiento: Es el mismo procedimiento que en el anterior pero sólo con un recipiente y se sujeta la tira de papel con una mano mientra se da el golpe con la regla.

Este experimento ha sido un éxito y podemos reafirmar con el la primera ley de Newton: el objeto esta en reposo y la fuerza que lo haría moverse, el rozamiento, no ha sido aplicada (sí, pero mínimamente) por lo que continúa en reposo.

Después de este análisis de los resultados planteamos una hipótesis para éste tipo de experimentos:

  Para que un cuerpo no se mueva la fuerza aplicada (suponiendo que es instantánea y que no hay aceleración) ha de ser mayor que el coeficiente de rozamiento estático y que el dinámico equivalente a la distancia de papel

Vídeo coche-globo

Vamos a realizar un experimento con un coche propulsado por un globo:


El experimento constará de 4 parte:
-Fase de reposo: El globo ya está lleno pero lo sujetamos tapando el orificio de salida así que el coche no se mueve.
-Fase de aceleración: Soltamos el coche y comienza a salir el aire impulsando el coche.
-Fase inercial: El globo ya no tiene más aire y continúa moviéndose hasta que el rozamiento hace que se detenga finalmente.
-Fase de reposo final: El coche ya no se mueve porque no hay ninguna fuerza que produzca una aceleración en él.



Si el coche no sufriera ningún rozamiento, la fase inercial estaría correctamente nombrada pues el coche iría siempre a la misma velocidad y no alcanzaría nunca el reposo aunque sí el equilibrio


Este es el vídeo del experimento que mejor salió, pues el globo estaba centrado y lo habíamos sujetado bien para que no tuviera ningún escape de aire.


El coche llegó a una distancia de 4,6m


Este experimento lo realizamos en un terreno rugoso a ver cuales eran las diferencias


Se puede apreciar que al no ser el terreno tan liso como en el experimento anterior el rozamiento aumenta y por lo tanto el coche recorre menos distancia: 2,1m

Otro fenómeno que resulta curioso es ver la aceleración que sufre el coche cuando queda poco aire en el globo. Una hipótesis es que al haber echado todo el aire (dióxido de carbono en su mayoría puesto que llenamos el globo soplando) pesa menos y por lo tanto el rozamiento disminuye


Este es uno de los primeros vídeos

de fondo se puede oír la risa de un compañero ante nuestro fracaso

En el se puede observar que el coche tiende a girar a la izquierda. Esto puede ser por varios factores, que alguna de las ruedas del lado izquierda estén bloqueadas por algo o que el globo esté colocado de manera que se apoya en el lado izquierda aumentando el rozamiento.