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LA CAÍDA DE LOS CUERPOS. HAZ CLIC SIEMPRE PARA CONTINUAR Aquí vas a realizar una investigación sobre un problema al que quieres dar solución: La Ciencia.

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1 LA CAÍDA DE LOS CUERPOS. HAZ CLIC SIEMPRE PARA CONTINUAR Aquí vas a realizar una investigación sobre un problema al que quieres dar solución: La Ciencia utiliza unas estrategias, denominadas método científico, para dar solución a los problemas planteados. Este método, aunque es un proceso complejo y no una receta lineal y rígida, tiene una serie de elementos imprescindibles que vamos a ir viendo. ¿QUÉ TIPO DE MOVIMIENTO ES EL DE LA CAÍDA DE LOS CUERPOS?

2 El problema a investigar es el primer elemento. En este caso ya lo tenemos planteado: Qué tipo de movimiento es el de la caída de los cuerpos. El segundo elemento es plantear hipótesis o posibles soluciones al problema a partir de los conocimientos teóricos que se tienen. Siempre que sea posible se deberán operativizar las hipótesis expresándolas en lenguaje matemático algebraico o gráfico.

3 HIPÓTESIS Vamos a pensar sobre el tipo de movimiento que puede tener un cuerpo cayendo libremente. Pongamos ideas que se van ocurriendo: 1- Si el cuerpo que cae tiene formas aerodinámicas como la de una esfera será rectilíneo. 2- Si la esfera cae en agua, por ejemplo, puede ser rectilíneo uniforme (MRU) pero si lo hace en el aire puede ser rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA). 3- Según el efecto del rozamiento sobre el objeto que cae puede darse cualquier tipo de movimiento. 4- Si el medio en el que cae fuera el vacío ¿qué tipo de movimiento tendrá?

4 El cuerpo al caer va aumentando su velocidad, por lo que si suponemos la caída en el vacío, o sea, despreciamos el efecto del medio, podemos pensar que irá adquiriendo incrementos iguales de velocidad en intervalos de tiempo iguales. Podríamos pensar que el movimiento es MRUA. Al dejar caer objetos de diferente peso desde la misma altura, el tiempo que necesitan para recorrerla no depende del peso, sino de la resistencia del aire. Dos bolas de muy diferente peso pero de igual tamaño, dejadas caer desde la misma altura llegan al suelo en una diferencia de tiempos muy alejada de las de sus pesos.

5 Si la resistencia del medio se supone despreciable, el tiempo de caída será el mismo para objetos diferentes, por lo que el incremento de velocidad para todos los cuerpos será el mismo. Podemos establecer que el tipo de movimiento es MRUA y que la aceleración de caída es la misma para todos los objetos. El tercer elemento de la investigación es diseñar un experimento que permita contrastar la hipótesis. En el diseño se especifican las magnitudes que se deben medir indicando cómo hacerlo, el material que se utilizará y el montaje que se realizará describiendo el procedimiento a seguir.

6 DISEÑO ¿Cómo se podría medir la velocidad del cuerpo durante la caída y así poder comprobar que crece de un modo regular con el tiempo? Es prácticamente imposible medir las diferentes velocidades durante la caída, por lo que no se puede comprobar directamente la verosimilitud de la hipótesis planteada. Es necesario buscar una forma indirecta de comprobarla. Para ello buscamos una consecuencia de que los crecimientos de la velocidad sean uniformes en tiempos iguales. Ésta es que los espacios recorridos son mayores a medida que transcurre el tiempo de caída. ¿Qué relación habrá entre los espacios recorridos y los tiempos transcurridos?

7 Si nuestra hipótesis es que el tipo de movimiento es MRUA y suponemos que inicia su caída desde el reposo la relación será: e = ½. at 2 Si se comprueba experimentalmente lo anterior, que es una consecuencia de la hipótesis, ésta quedaría comprobada. Con esto se obtendría que: a = 2e/t 2. ¿Cómo medir el tiempo de caída?

8 Esta lámpara produce destellos iluminando cada cierto intervalo de tiempo lo que produce imágenes de la bola en la posición que tenga en esos instantes. En las imágenes obtenidas se medirán primero las distancias entre dos instantes consecutivos de los destellos de la lámpara, y posteriormente se calcularán con la escala conveniente las distancias reales. El tiempo entre destello y destello vendrá marcado en la lámpara utilizada. Se debería realizar el experimento con varios objetos para determinar si todos caen con la misma aceleración o diferente. Una forma de medir este tiempo de caída es realizando un vídeo o una fotografía de una bola cayendo iluminada con una lámpara estroboscópica. Se obtendrá alguna imagen como ésta:

9 REALIZACIÓN EXPERIMENTO El cuarto elemento de la investigación es realizar el experimento diseñado para contrastar la hipótesis realizando las medidas planteadas y recogiendo los datos que se obtengan. Aquí no realizamos el experimento, pero tú podrías realizarlo en tu centro escolar. Aquí suponemos que lo hemos realizado y pasaremos al quinto elemento de la investigación que es analizar los resultados de la experiencia.

10 ANÁLISIS DE RESULTADOS En nuestro caso, tendremos una tabla de datos e-t y con ella iremos obteniendo con cada pareja de valores el valor de a = 2e/t 2. Se comprueba que, para cualquier cuerpo, el valor de la aceleración es constante e igual a 9,8 m/s 2. Con esto se habrá dado respuesta al problema propuesto que es: El movimiento de caída libre de los cuerpos es MRUA con aceleración 9,8 m/s 2. Para hacer este análisis, es necesario presentar los resultados en formas diferentes como tablas, gráficas, etc. y después de trabajar con ellos obtener conclusiones.

11 Autora: María Dolores de Lama Alcalde Noviembre 2013


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