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?

2 · Configurar

  1. Abra el ajuste preestablecido de caída libre. Debería ver tres bolas de diferentes tamaños alineadas a la misma altura.
  2. Conecte la sonda de altura a la bola mediana y confirme que las tres bolas comiencen en la misma posición y.
  3. Ejecute la simulación y utilice el cronómetro/contador de fotogramas para cronometrar la caída de cada bola.

3 · Recopilar datos

Masa (kg)Tiempo transcurrido (s)Velocidad de caída (m/s)Cantidad de movimiento (kg·m/s)
1.001.00
3.001.00
6.001.00

Trace la velocidad de caída (eje y) frente al tiempo transcurrido (eje x) para las tres bolas en la misma gráfica.

4 · Analizar

  1. Compare las velocidades de caída de las bolas ligera, mediana y pesada al mismo tiempo transcurrido. ¿Qué nota?
  2. Usando sus datos, calcule la aceleración (Δvelocidad / Δtiempo) para cada bola. ¿Cómo se compara con g = 9.8 m/s²?

5 · Ampliar

  1. Una pluma y una bola de boliche que se dejan caer en el aire real NO caen juntas. ¿Qué fuerza, ausente en este simulador idealizado, causa esa diferencia?
  2. 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

Cantidad de movimiento

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.

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Mecánica

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