El vínculo entre la masa y la distancia que recorre una pelota cuando se libera de una rampa revela un hecho clave sobre la gravedad y cómo funciona. El proyecto es una excelente manera de ilustrar el vínculo entre la fuerza gravitacional y la masa y se puede configurar en el aula o en el hogar. Rodar bolas de diferentes masas por una rampa elevada revela el efecto de la masa sobre la distancia recorrida. Este sencillo proyecto también proporciona una introducción útil para diseñar experimentos científicos, por lo que la variable que está considerando es la única que afecta los resultados. Si está buscando un proyecto de ciencia esclarecedor pero directo, investigar el efecto de la masa en la distancia que recorre una pelota es una elección fantástica.
Paso 1: configurar el experimento
Configurar el experimento elevando un lado de tu rampa. Corta el tubo de papel de embalaje por la mitad con las tijeras para crear una pista larga en forma de U para tus bolas. Apila tus libros de texto (o coloca tu otro objeto) en el lugar que hayas elegido para el inicio de tu rampa. Asegúrese de tener suficiente espacio delante de la rampa para permitir que las bolas rueden y se detengan.
Si no tiene mucho espacio, puede colocar una taza o una caja de cartón pequeña en la base de la rampa, con la abertura hacia la rampa, por lo que atrapa la pelota después de que rueda hacia abajo. La copa o caja reduce sustancialmente la distancia recorrida, pero la pelota todavía la moverá. Alternativamente, reduzca la elevación de su rampa para reducir la distancia de recorrido.
Finalmente, necesita medir la distancia que recorre la pelota. La forma más fácil de hacerlo es con cinta métrica. Simplemente puede esperar a que la pelota (o taza /caja) se detenga y luego medir la distancia desde la parte inferior de la rampa hasta su lugar de descanso final. Alternativamente, puede usar una regla de medición para marcar una serie de incrementos de 1 metro desde la base de la rampa, y luego hacer una medición más precisa usando la regla y sus marcas existentes.
Paso 2: Mida la masa de sus bolas
Mida la masa de sus bolas para ayudarlo a interpretar los resultados. Es crucial que tengas un juego de bolas (tres o más) que tengan diferentes masas. Si no puede hacer esto con precisión, lo más importante es que puede clasificarlos de más ligero a más pesado, pero si tiene un conjunto de balanzas de cocina, mida sus masas precisas y anótelas.
Haga rodar varias bolas por la rampa varias veces y registre la distancia que recorre desde la base de la rampa. Tomar tres o más medidas de cada uno proporcionará un resultado más confiable. Tome sus medidas con la mayor precisión posible, pero repetir cada prueba varias veces ayudará a minimizar el impacto de cualquier error. Para cada bola, sume las medidas individuales y divida por el número de medidas para encontrar el promedio. Siga este proceso para cada una de sus bolas y registre las reglas en una libreta.
Paso 4: Interprete sus resultados
Los resultados deben mostrar que la pelota más pesada viaja más lejos antes de detenerse. Esto se debe a que la fuerza de la gravedad depende de la masa del objeto que está tirando. La gravedad tira de las bolas por la rampa, y la fuerza de la gravedad es mayor en objetos de mayor masa. La fuerza extra sobre la bola más grande significa que tiene más energía cuando llega al pie de la rampa y por lo tanto viaja más antes de detenerse.
La fuerza de fricción (entre la pelota y el suelo) eventualmente desacelera la pelota para detenerse La fricción también depende de la masa del objeto, pero el vínculo entre masa y aceleración mostrado por la segunda ley de Newton también significa que se necesita más fuerza para desacelerar un objeto más grande. Asegúrese de usar bolas idénticas (en todos los sentidos que pueda) y libérelas desde la misma altura. Además, asegúrese de que rueden sobre el mismo material a lo largo de su viaje, y estos efectos deben cancelarse. Un objeto que es dos veces más pesado debe rodar aproximadamente el doble de distancia antes de detenerse.
Es por eso que un buen diseño experimental es importante porque cualquier otra diferencia entre las pruebas podría afectar sus resultados. Idealmente, la única diferencia entre sus pruebas debería ser la masa de la bola.
