Proyecto de ciencias basado en las leyes de fuerza y movimiento

Escrito por grant d. mckenzie | Traducido por xochitl gutierrez cervantes
Proyecto de ciencias basado en las leyes de fuerza y movimiento

Un excelente ejemplo que demuestra estas leyes es el "péndulo de Newton".

La mecánica es el estudio de los objetos en movimiento, el cual se rige por tres leyes que Isaac Newtown descubrió. Varios experimentos, tales como la parábola o la trayectoria balística, están disponibles para demostrar dichas leyes, pero si estás participando en una feria de ciencias, quieres poder transportar tu experimento. Un excelente ejemplo que demuestra estas leyes es el "péndulo de Newton".

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Leyes de movimiento

Cada experimento debe comenzar definiendo las leyes físicas que lo rigen. Las tres leyes de movimiento que gobiernan el péndulo de Newton corresponden a las mismas que él descubrió. La primera, un objeto permanecerá en reposo o en movimiento constante a menos que sobre él actúe una fuerza externa. A ésta también se le conoce como el principio de la inercia. La segunda, la fuerza que actúa sobre un cuerpo equivale al momento del cambio dividido entre el tiempo del cambio. Si la masa es constante, ésta se reducirá a fuerza igual a masa de aceleración del tiempo, representada por la conocida ecuación F = ma. La tercera ley, a menudo, se expresa en la frase común "para cada acción hay una reacción igual y opuesta".

El péndulo de Newton

En la preparación de un proyecto de ciencias, también debes describir con detalle tu aparato de prueba. El péndulo de Newton es un dispositivo creado para demostrar estas leyes, aunque también se ha convertido en un juguete que verás en los escritorios de los ejecutivos de negocios. Éste consiste en un conjunto de bolas pesadas, generalmente, de cinco a siete, que penden de unas cuerdas en forma de "V" unidas a una barra. Las bolas pueden moverse libremente longitudinalmente, pero no lateralmente.

Las ecuaciones

Examina la lista de ecuaciones que vas a utilizar e identifica las variables para tu experimento. Este paso es el "modelado" o la descripción de tu experimento de física en términos matemáticos. Estas ecuaciones se aplican a todo este proyecto: Energía potencial: PE = mgh Energía cinética: Ec = 0,5 mV^2 Conservación de la energía: mgh = 0,5 mV^2 La ecuación de movimiento: F = ma m = masa, altura h =, v = velocidad, a = aceleración, F = fuerza g = aceleración de la gravedad: 32,2 (unidades inglesas) o 9,81 (sistema métrico)

Recopilación de datos

Comienza determinando la masa de cada bola usando una balanza o una escala de masa digital. Levanta una bola de su posición original a una cierta altura y registra esa altura. En este caso, la pelota tendrá una energía potencial PE = mgh. La energía cinética es cero porque la velocidad es cero. Al soltar la bola, golpea a las demás con la energía cinética Ec = 0,5 mV ^ 2. La energía potencial es cero porque la altura es cero. Ya que KE = PE, puedes manipular algebraicamente la ecuación para determinar la velocidad del impacto. La bola en el otro extremo se pondrá en movimiento por la fuerza que la bola caída ejerce sobre las otras. Intenta diferentes alturas y números de las bolas procurando registrar todos los datos.

Hipótesis

Una vez que hayas recopilado y organizado los datos, diseña un experimento que aún no hayas intentado. Agrega un poco más de masa a una de las bolas o eleva un juego de bolas a una altura que no hayas intentado. Utiliza tus datos como guía y predice lo que va a suceder y el resultado que obtendrán los valores numéricos, como velocidad. Lleva a cabo el experimento y observa si tu hipótesis fue correcta. Si no, trata de explicar por qué hay diferencias. Finaliza el proyecto con un informe escrito, completo y ordenado que contenga la totalidad de tu obra.

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