EXPERIMENTOS SOBRE LOS PRINCIPIOS DE LA DINÁMICA DE NEWTON

 
     
  Experimentos realizados por alumnos de 4º ESO y 1º Bachillerato y por profesores en cursos de formación docente.  
     
 

 

Con la ayuda de dinamómetros y de sensores de fuerza, realizamos en clase y en el laboratorio bastantes experimentos, cualitativos y cuantitativos, en los que se ponen a prueba aspectos de los principios de la dinámica newtoniana.

En el video adjunto se muestra uno de estos experimentos. El profesor hace oscilar en clase un péndulo que cuelga de un dinamómetro. Los estudiantes han realizado previamente un análisis cualitativo de la situación, aplicando la esencia de los principios de la Dinámica, de tal forma que se espera que la tensión del hilo que produce el movimiento pendular oscile entre un valor máximo, superior al peso de la bola (en la posición más baja del movimiento), y un valor mínimo inferior a dicho peso (en las posiciones extremas, cuando la velocidad de la bola es nula). Como se observa (obsérvese el ganchito) el experimento corrobora claramente esta predicción.

 
 

Como los sensores de fuerza son mucho más sensibles que los dinamómetros, resultan muy útiles para complementar los experimentos realizados con dinamómetros con otros bastante más precisos.

 

 

Se obtienen resultados bastante interesantes, como, por ejemplo, el que muestra el gráfico adjunto, que corresponde a la misma práctica filmada en el video, pero esta vez realizada por un grupo de estudiantes que usa en el laboratorio un sensor de fuerza.

Para consultar detalles de un conjunto de experimentos muy sencillos, realizados con sensores de fuerza, para poner a prueba los principios de la dinámica de Newton, haz clic encima de la gráfica adjunta.

 
 

El profesor Mikel Etxaniz, de la Ikastola "Pasaia-Lezo" en Guipúzcoa, nos envió experimentos muy interesantes para verificar con precisión el principio de inercia de Galileo o, lo que es lo mismo, la relación entre la fuerza resultante y el tipo de movimiento que prevén los dos primeros principios de la dinámica newtoniana.

 

 

Uno de los montajes utiliza un ventilador programable con el que se puede aplicar o dejar de aplicar a un carrito rodante una fuerza constante. El objetivo de los experimentos es comprobar que mientras la fuerza resultante es constante, el movimiento es uniformemente acelerado y cuando la fuerza resultante es nula, el carro permanece en reposo o mantiene un movimiento uniforme. Para verificar el tipo de movimiento se usa un sensor de posición.

Haz clic encima de la imagen adjunta para consultar los detalles y los resultados de estos experimentos.

 
 

Otro experimento muy interesante, enviado también por Mikel Etxaniz, utiliza de forma combinada el sensor de fuerza y el sensor de posición para verificar específicamente el segundo principio de la Dinámica (Fres = m·a).

 

 

Aquí también se usa un carro rodante y un dispositivo experimental semejante a una máquina de Atwood en la que se sustituye uno de los pesos que deberían colgar de la  polea por el carrito rodante encima de una mesa de laboratorio, tal como enseña la figura adjunta.  Se utiliza un sensor de fuerza para medir directamente la tensión que tira del carro y un sensor de posición para obtener la aceleración correspondiente. Tras refinar adecuadamente el diseño (solventando problemas hábilmente observados en los primeros ensayos) se pueden lograr unos resultados excelentes en la verificación de la segunda ley de Newton.

Haz clic encima de la imagen adjunta para consultar los detalles de este experimento.

 
 

 

José María Lesaka, otro profesor vasco que trabaja en la Ikastola "Erriobea" de Villabona en Guipúzcoa, nos envió un experimento parecido con el mismo objetivo de comprobar la segunda ley de Newton. En este caso, un carrito debe ascender por un carril inclinado y es impulsado, como en el montaje anterior, por un porta-pesos que cuelga al otro lado de la polea.

Haz clic encima de la imagen adjunta para consultar los detalles de este experimento.

 
 
 
El concepto newtoniano de Fuerza (Volver al índice)

Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci"