Caída libre: ¿La masa cambia la rapidez con la que caen las cosas?
1 · Predecir
Deja caer una pelota ligera, mediana y pesada desde la misma altura al mismo tiempo. ¿Cuál llega primero al suelo?
- La pelota más pesada cae más rápido y aterriza primero.
- Los tres caen al mismo ritmo y aterrizan juntos.
- La bola más ligera cae más rápido y aterriza primero.
2 · Configurar
- Abra el ajuste preestablecido de caída libre. Deberías ver tres bolas de diferentes tamaños alineadas a la misma altura.
- Conecte la sonda de altura a la bola mediana y confirme que las tres bolas comiencen en la misma posición y.
- Ejecute la simulación y utilice el cronómetro/contador de fotogramas para cronometrar la caída de cada bola.
3 · Recopilar Datos
| misa (kg) | Tiempo transcurrido (s) | Velocidad de caída (m/s) | Momento (kg·m/s) |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | ||
| 3.00 | 1.00 | ||
| 6.00 | 1.00 |
Trace la velocidad de caída (eje y) frente al tiempo transcurrido (eje x) para las tres bolas en el mismo gráfica.
4 · Analizar
- Compare las velocidades de caída de las bolas ligeras, medianas y pesadas al mismo tiempo transcurrido. ¿Qué notas?
- Usando sus datos, calcula la aceleración (Δvelocidad / Δtiempo) para cada bola. ¿Cómo se compara con g = 9.8 m/s²?
5 · Ampliar
- Una pluma y una bola de boliche que se dejan caer en el aire real NO caen juntas. ¿Qué fuerza, faltante en este simulador idealizado, causa esa diferencia?
- Los astronautas en la Luna dejaron caer un martillo y una pluma y aterrizaron juntos. Explique por qué la Luna es un mejor lugar que la Tierra para ver esta demostración con objetos reales.
La física detrás de este experimento
Momento
Aunque las tres bolas comparten la misma velocidad de caída en un momento dado, sus momentos difieren porque el momento aumenta con la masa; esta es la razón por la que la bola pesada causaría más daño al impactar a pesar de no caer más rápido.