Cuna de Newton - Centro de Ciencia Principia

M
E
C
Á
N
I
Newton
de Newton
Cuna
Cuna de
C
A
M
E
C
Á
N
I
C
Un movimiento ondulatorio es aquel en el que existe un transporte de energía
pero no de materia.
Podemos hablar de movimientos ondulatorios longitudinales y transversales. Los
primeros son aquellos en los que la dirección de propagación del movimiento
coincide con la dirección de vibración de las partículas del medio. En los
movimientos transversales ambas direcciones son perpendiculares.
Ejemplo de un movimiento ondulatorio longitudinal es el de la propagación del
sonido. Un movimiento transversal sería la propagación luminosa.
En nuestro módulo, el movimiento de las bolas se asemeja a un movimiento
ondulatorio longitudinal. La vibración de las bolas lleva el mismo sentido que
la dirección del movimiento.
A
Cuna de Newton
IT
S
I
V
LA
E
D
ANTES
A
Imagina un coche que circula, primero a 20 Km/h y luego a 80 Km/h. ¿En qué caso le costaría más frenar?
_____________________________________________________________________________________________
Supón ahora que hay un autobús que va a la misma velocidad que el coche. ¿Quién tardaría más en frenar?
¿Sabes cuál es el concepto físico que relaciona las dos magnitudes que intervienen? ¿Conoces otra propiedad
que las relacione?
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________
Construye un carril como el de la figura adjunta y coloca en su interior cinco canicas.
Golpea con una sexta canica a la última del conjunto. ¿Qué ocurre?
________________________________________
____________________________________________
Haz la misma operación pero utilizando ahora bolas de plastilina. ¿Qué diferencia observas con lo anterior?
_____________________________________________________________________________________________
¿Sabes realmente lo que es una colisión? ¿Qué tipos hay? Descríbelas.______________________________________
______________________________________________________________________________________________
Realiza un esquema en el que se pongan de manifiesto las diferencias entre ondas longitudinales y transversales.
Escribe ejemplos de ambos tipos.
Analiza los elementos que componen un péndulo._______________________________________________________
Repasa los contenidos relacionados con momento lineal, leyes de Newton, principio de conservación del
momento lineal, choques elásticos, choques inelásticos, conservación de la energía en un sistema de partículas.
1
M
IT
S
I
V
LA
E
T
N
A
DUR
E
C
Á
N
I
A
Toma una bola y elévala, retira todas las demás menos una y libera o lanza la primera bola.
Al colisionar, ¿qué ocurre? ¿Qué altura alcanza la segunda bola? ¿Qué le pasa a la primera bola justo después
de la colisión? Explícalo.
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Repite la operación anterior pero ahora deja en reposo dos bolas.
Lanza la primera sobre las otras dos, ¿qué ocurre ahora? ¿Te llama algo la atención? ¿Cómo actúa la bola intermedia?
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Realiza ahora la experiencia con tres bolas quietas y dos que tras ser lanzadas impacten en el resto.
¿Serías capaz de predecir lo que va a suceder? Describe lo que realmente sucede.
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Vuelve a lanzar bolas pero de forma que haya más haciendo de proyectil que las que queden en reposo.
Describe lo que ocurre.
_______________________________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Fija la última bola y repite los lanzamientos de una, dos o tres bolas. Anota el resultado, resaltando las diferencias con lo anterior, si las hay.
_______________________________________________________________________________________________
Levanta a la misma altura una bola con la mano derecha y dos con la izquierda, déjalas caer.
Describe lo que observas.
_______________________________________________________________________________________________
2
C
A
Cuna de Newton
TA
I
S
I
V
A
L
E
D
S
DESPUÉ
¿Por qué crees que la bola del extremo opuesto alcanza casi la misma altura que la bola lanzada?_______________
______________________________________________________________________________________________
¿Por qué las alturas alcanzadas por las bolas de los extremos son cada vez menores?_________________________
________________________________________________________________________________________________
¿Cómo pierde o disipa energía este sistema?___________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________
Si alguna de las bolas de la "cuna de Newton" tuviese diferente masa, ¿ocurriría lo mismo?_____________________
______________________________________________________________________________________________
¿Podría ocurrir que las energías de las partículas después del choque fueran mayores que las que tenían
antes del choque?
__________________________________________________________________________________________________
Los choques que se producen entre las bolas del módulo del museo, ¿son elásticos o inelásticos?_______________
______________________________________________________________________________________________
¿Se propaga el sonido en el aire de una manera similar al movimiento de las bolas del módulo?________________
¿Por qué bota una pelota?___________________________________________________________________________
¿Por qué en los sucesivos rebotes, cada vez se alcanza una menor altura?___________________________________
______________________________________________________________________________________________
¿Por qué se deforma un vehículo cuando choca contra un muro?_______________________________________
_________________________________________________________________________________________________
3
M
E
C
Á
N
I
Describe el proceso que se produce cuando se golpea un clavo con un martillo.
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
¿Qué vehículo es más difícil de detener: una bicicleta que se desplaza a 10 Km/h o un camión que lo hace
con la misma rapidez? ¿Por qué?
________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
Intenta acercar hacia ti una caja de cerillas soplando. (Comprobación de choques de moléculas de aire con
la caja de cerillas)
Resuelve el siguiente problema de colisiones:
Dos esferas se suspenden de dos hilos de la misma longitud. La masa de la primera
esfera es de 0,2 kg y la de la segunda 100 g. Si la primera se desvía hacia un lado
hasta que su centro se eleva 4,5 cm y después se suelta; ¿a qué altura se elevarán
las esferas después de chocar entre sí? En caso de :
a) si el choque es elástico___________________________________________________________
b) si el choque es completamente inelástico._________________________________________
En el caso de un choque perfectamente elástico, establece las ecuaciones que nos permiten calcular las
velocidades antes y después del choque para cada partícula.
4
C
A
Cuna de Newton
CUR
S
E
D
A
D
IOSI
Al igual que la energía cinética de la primera bola se transmite de bola en
bola hasta la última,la energía de un ECOSISTEMA fluye desde los productos
primarios hasta los descomponedores, pasando por toda la red trófica y transformándose
en cada eslabón.
Asimismo pueden asemejarse las pérdidas de energía cinética de la "cuna de
Newton" por rozamiento a las pérdidas de energía de un ecosistema por energía
calorífica.
Hemos supuesto en todos los casos expuestos hasta ahora, que los choques que
tienen lugar (tanto elásticos como inelásticos) son frontales, es decir que
las velocidades de las bolas antes y después del choque tienen lugar en la misma
dirección.
Sin embargo en la vida normal los choques suelen ser angulares, con lo que se
complican los cálculos de las velocidades finales.
Como aplicación de este estudio sobre los choques se pueden citar casos como
los de:
· el disparo de un fusil o de cualquier arma de fuego.
· la propulsión de aviones reactores.
· las reacciones nucleares en cadena.
5
Avda. DE LUIS BUÑUEL
29011 - MÁLAGA
Tlno/Fax: 952 07 04 81