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Fsica & Qumica

B.F. Woodfield

M.C. Asplund

S. Haderlie

Authorized Translation from the U.S. English language edition, entitled Virtual Physical Science Lab

Record Sheets, Copyright Pearson Education, Inc. or its afiliates. All Rights Reserved. Pearson, Pearson Prentice Hall, and Prentice Hall are trademarks, in the US and/or other

countries, of Pearson Education, Inc. or its afiliates. This publication is protected by copyright, and prior to any prohibited reproduction, storage

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Group Rights & Permissions, One Lake Street, Upper Saddle River, NJ 07458 U.S.A.

Edicin en espaol publicada por Pearson Educacin de Mx ico, S.A. de C.V.

D.R. 2008 Pearson Educacin de Mxico o sus ailiados.

Edicin en espaol

Editor: Melvin Nez Vquez e-mail: melvin.nunez@pearsoned.com Editor de desarrollo: Claudia Celia Martnez AmignSupervisor de produccin: Jos Hernndez Garduo

PRIMERA EDICIN, 2009D.R. 2009 por Pearson Educacin de Colombia, S.A. de C.V.

Carrera 65B No. 13-62 Bogot, Colombia

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicacin pueden reproducirse, registrarse o transmitirse, por un sistema de recuperacin de informacin, en ninguna forma ni por ningn medio, sea electrnico, mecnico, fotoqumico, magntico o electroptico, por fotocopia, grabacin o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.El prstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesin de uso de este ejemplar requerir tambin la autorizacin del editor o de sus representantes.

ISBN: 978-958-699-124-7 Impreso en Colombia. Printed in Colombia.

Impreso por Worldcolor Colombia.

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PRESENTACIN

Bienvenido a una nueva forma de experimentar y aprender mediante soisticadas simulaciones que cubren una interesante va-riedad de temas de fsica y qumica.En estos laboratorios, podrs entrar a un mundo virtual en el cual vas a sentirte completamente libre para hacer elecciones, tomar

decisiones y analizar resultados, sin necesidad de utilizar materia-les costosos o que pueden ofrecer riesgos cuando se manejan en un laboratorio real, ya que la seguridad es una de las mayores virtudes de este material.

Los laboratorios que encuentras en este manual, incluyen si-mulaciones de experimentos de qumica cuntica, propiedades de los gases, calorimetra, movimientos de los planetas, densidad, cir-cuitos y ptica, entre otros.

Una vez hayas ingresado a este mundo de la experimentacin virtual, seguramente irs desarrollando tus habilidades cienticas, as como una natural curiosidad que te permitirn ser el protagonis-ta de tus propios laboratorios.

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MANUAL DE LABORATORIOS VIRTUALES

TABLA DE CONTENIDO FSICA

LABORATORIO PGINA

1. Introduccin a la investigacin cientica ............................................................................ 92. El sentido de la densidad ..................................................................................................... 133. Graicacin del movimiento ................................................................................................ 154. Medicin de la rapidez ......................................................................................................... 185. Aceleracin ............................................................................................................................ 216. Gravedad y movimiento de cada libre ............................................................................. 247. Fuerzas.................................................................................................................................... 278. Primera ley de Newton ........................................................................................................ 309. Segunda ley de Newton ....................................................................................................... 3310. Tercera ley de Newton.......................................................................................................... 3711. Medicin de friccin: un tema pegajoso ............................................................................ 4012. Aceleracin y friccin ........................................................................................................... 4213. El trabajo de los egipcios ...................................................................................................... 4614. El elevador que cae ............................................................................................................... 5015. Energa potencial a energa cintica ................................................................................... 5316. Conservacin de la cantidad de movimiento ................................................................... 5617. Medicin de la rapidez orbital de los planetas ................................................................. 5918. Qu tan fuerte es la gravedad? .......................................................................................... 6119. Realizacin de observaciones del sistema solar ............................................................... 6420. Por qu Plutn no es un planeta? ..................................................................................... 6621. Indagar las fases de la Luna ................................................................................................ 6922. Objetos que lotan ................................................................................................................. 7323. Densidad y lotabilidad........................................................................................................ 7624. Energa trmica ..................................................................................................................... 8025. Cambios de un slido a un lquido .................................................................................... 8326. Cambios de un lquido a un gas ......................................................................................... 8527. Presin y volumen de un gas .............................................................................................. 8828. Presin y temperatura de un gas ........................................................................................ 9029. Temperatura y volumen de un gas ..................................................................................... 9230. Propiedades corpusculares de la luz .................................................................................. 9431. Propiedades ondulatorias de la luz .................................................................................... 9732. Imgenes en espejos planos ............................................................................................... 10033. Imgenes en espejos cncavos .......................................................................................... 10234. Imgenes en espejos convexos .......................................................................................... 10435. Lentes .................................................................................................................................... 10636. Thompson y las partes ms pequeas de los tomos .................................................... 10937. Rutherford y el ncleo .........................................................................................................11138. La ley de Ohm ..................................................................................................................... 11439. Diagramas de circuito ........................................................................................................ 11640. Construccin de circuitos elc tricos ................................................................................. 119

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Laboratorio 1: Introduccin a la investigacin cientfica

PropsitoMostrar cmo los procesos de la investigacin cientica pueden ayudarte a aprender acerca del mundo natural.

AntecedentesLa investigacin cientica es una forma de aprender acerca del mundo natural, por medio de la recopilacin inicial de informacin a la que luego se intenta dar sentido. La investigacin cientica no siempre ocurre de la misma forma, pero con frecuencia se involucran ciertos pasos. Algunos de ellos, que los cienticos usan de forma recurrente en sus investigaciones, son: plantear preguntas, desarrollar hiptesis, disear experimentos, recopilar e interpretar datos, deducir conclusiones, y comunicar ideas y resultados.

HabilidadesPlanteamiento de preguntas, desarrollo de hiptesis, diseo de un experimento, recopilacin e interpretacin de datos, interpretacin de una grica, prediccin, deduccin de conclusiones, comunicacin.

Introduccin 1. Planteamiento de preguntas Alguna vez has observado cmo acta el gas en un globo

cuando se calienta? Qu viste? Qu preguntas podras plantear acerca de cmo el cambio en la temperatura afecta el gas en un globo? (Recuerda: las preguntas que planteas deben ser preguntas que puedas responder al realizar observaciones).

2. Desarrollo de hiptesis La investigacin cientfica avanza cuando las ideas se pueden poner a prueba. Tu primer paso es desarrollar una hiptesis. Una hiptesis es una posible respuesta a una pregunta cientfica o una explicacin para un conjunto de observaciones. Tu hiptesis no es un hecho. Se debe poner a prueba. Tus observaciones pueden o no apoyar tu hiptesis. Si no la apoyan, no desperdiciaste tu tiempo. Aprendiste que tu hiptesis no es correcta y que debes explorar an ms. Escribe una hiptesis acerca del volumen de un globo cuando cambie la temperatura del gas dentro de l .

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3. Diseo de un experimento Los cientficos ponen a prueba sus hiptesis al disear experimentos controlados. Un experimento controlado es aquel en el cual todas las variables permanecen iguales, menos una. La variable que cambias en tu experimento es el parmetro controlado (variable independiente). La variable que cambia debido a lo que haces es el parmetro variable (variable dependiente).

a. Cmo disearas un experimento controlado para poner a prueba tu hiptesis acerca del globo?

b. Cul es la variable independiente en tu experimento?

c. Cul es la variable dependiente en tu experimento?

4. Recopilacin e interpretacin de datos Las observaciones pueden ser cualitativas o cuantitativas. Las observaciones cualitativas son descripciones, como las notas que puedes tomar en un diario o cuaderno. Las observaciones cuantitativas son mediciones que, por lo general, se registran en tablas con sus unidades. Los cientficos facilitan la comparacin de datos al usar el mismo sistema de medicin con unidades estndar de medida. En tu experimento, la unidad para volumen es centmetros cbicos (cm3). La unidad para temperatura es grados Celsius (C).

Procedimiento 1. Inicia el programa simulador y selecciona Introduction to Scientific Inquiry (Introduccin a la

investigacin cientfica) de la lista de tareas. Se abrir el laboratorio de Gases. 2. Nota que el globo en la cmara est lleno con un gas a una temperatura de 100 C y una presin de

101.3 kPa. El volumen del gas es 1 531 cm3. 3. Observa el volumen y temperatura actuales del gas y regstralos en la tabla. Ahora, haz clic en el 1

en la ventana de temperatura. El dgito debe volverse verde. Escribe 2, de modo que la temperatura ahora sea 200C. Registra los nuevos datos de volumen y temperatura en la tabla. Repite este paso pero ahora escribe 3 en la ventana de temperatura. De nuevo, registra tus datos. Contina aumentando la temperatura en 100C cada vez y registra tus datos hasta que alcances 700C.

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Anlisis y conclusiones 1. Comunicacin Los datos que ubicaste en la tabla son datos cuantitativos. Los datos cualitativos

seran tus observaciones escritas acerca de lo que ocurri en el experimento. Escribe un breve resumen de lo que observaste.

2. Elaboracin de una grf ica Puedes representar la informacin de la tabla de datos en una grfica. Grafica la variable independiente en el eje horizontal y la variable dependiente en el eje vertical.

a. Qu medicin (con sus unidades) se grafica sobre el eje horizontal (eje x)?

b. Qu medicin (con sus unidades) se grafica sobre el eje vertical (eje y)?

c. A 450C, cul es el volumen aproximado? Haz la interpolacin.

d. Prediccin Cul ser el volumen aproximado cuando la temperatura sea 1 000C? Haz la extrapolacin.

3. Deduccin de conclusiones Despus de que los cientficos interpretan sus datos, deducen conclusiones acerca de sus hiptesis. Una conclusin establece si los datos apoyan la hiptesis.

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Revisa tu hiptesis. Observa la informacin en la tabla y la grfica. Qu conclusin puedes hacer acerca de tu hiptesis?

4. Comunicacin Una parte importante de la investigacin cientfica es la comunicacin. Comunicar es compartir ideas y conclusiones con otros a travs de escritos y charlas. Tambin es compartir el proceso que usaste en tu investigacin.

Supn que eres un reportero de televisin y que se te asigna elaborar una historia acerca del experimento que acabas de completar. Escribe un breve resumen para tu auditorio de televisin que describa el proceso de la investigacin cientfica. Usa como ejemplo el procedimiento y los resultados de este experimento.

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Laboratorio 2: El sentido de la densidad

PropsitoDescubrir si diferentes metales tienen diferentes densidades.

AntecedentesUn kilogramo de oro ocupa mucho menos espacio que un kilogramo de plumas porque el oro tiene una densidad mucho ms alta que la que tienen las plumas. La densidad es la cantidad de masa de una sustancia en un volumen dado. Con frecuencia, la densidad se expresa como el nmero de gramos en un mililitro (g/mL). Para calcular la densidad de una sustancia, necesitas conocer tanto la masa como el volumen. A continuacin se muestra la frmula matemtica para la densidad:

densidad =Masa

Volumeno d

m

V=

La frmula muestra que la densidad se encuentra al dividir la masa entre el volumen. Puedes calcular el volumen de un objeto esfrico (bola) usando esta frmula:

Volumen de una bola =4

3donde es el radio pi r r3 ,

Esto te dar el volumen de las bolas slidas a partir de slo conocer sus radios. Tambin es posible calcular el volumen al medir la cantidad de luido desplazado por el objeto en un volumen conocido. 1 mL es igual a 1 cm3. La unidad para densidad en este laboratorio ser g/mL.HabilidadesClculo, relacin causa y efecto, deduccin de conclusiones.Procedimiento 1. Inicia el programa simulador y selecciona (Making Sense of Density) de la lista de tareas. Se abrir el

laboratorio de Densidad.

2. Encuentra la bola de oro en la pared del laboratorio. Toma la bola y arrstrala al proyector sobre la bscula. Registra la masa en la tabla.

3. El radio aproximado de la bola de oro es 1.6 cm. Con esta informacin y las frmulas dadas anteriormente, calcula el volumen de la bola y la densidad del oro. Registra tus respuestas en la tabla.

4. Repite el experimento para aluminio (Al). Tambin puedes calcular el volumen de la bola al medir el volumen del agua desplazada por el objeto. En el mostrador del laboratorio, puedes ver un cilindro graduado de 250 mL lleno de agua. Haz clic en el cilindro para obtener una vista de acercamiento del nivel del agua. Registra el volumen inicial del agua en la tabla.

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5. Arrastra la bola de aluminio a la parte superior del cilindro y sul tala en el cilindro de agua. Haz clic en el botn verde Release (liberar) para dejar que la bola caiga al agua. Observa la ventana de vista de acercamiento para notar el nuevo volumen del agua. Registra el volumen final en la tabla. El volumen de tu bola de aluminio ser la diferencia del volumen final del agua con la bola y el volumen inicial slo de agua. Registra en la tabla el volumen calculado de la bola.

BolaMasa de la

bola (g)Volumen de agua (mL)

Volumen de agua y bola

(mL)

Volumen de bola

Densidad (g/mL)

Anlisis y conclusiones 1. Aplicacin de conceptos Si ambos objetos tuvieran aproximadamente el mismo tamao, o

volumen, por qu tienen masas tan diferentes?

2. Prediccin Observa todas las diferentes opciones de bolas. Cul crees que es la ms densa y cul la menos densa? Realmente cmo podras determinar esto?

3. Deduccin de conclusiones El aluminio y sus aleaciones son los metales primarios utilizados en la construccin de aviones. Esto tiene sentido dada su densidad? Por qu?

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Laboratorio 3: Graficacin de movimiento

PropsitoAprender cmo usar una grica para describir el movimiento de objetos.AntecedentesLas gricas lineales se usan para describir el movimiento de un objeto como una bola que rueda, un automvil en movimiento o un avin que vuela. En esta tarea, usars gricas para describir el movimiento de varias bolas que ruedan con diferentes masas. Al analizar las gricas, comprenders mejor el movimiento del objeto.HabilidadesGraicacin, prediccin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones.Procedimiento 1. Inicia el programa simulador. Selecciona Graphing Motion (Graficacin de movimiento) de la lista de

tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica. 2. El laboratorio est configurado con una bola de 10 kg sobre una mesa. Unido a la bola hay un

mbolo que se utiliza para golpear la bola. Golpears la bola y observars cmo rueda a travs de la mesa. Registrars la posicin de la bola a travs de un lapso en tu libro electrnico de laboratorio. Usars tus datos para elaborar una grfica lineal de la distancia recorrida contra el tiempo.

3. Haz clic en el Lab Book (Libro de laboratorio) para abrirlo. Ahora haz clic en el botn rojo Recording (grabacin) para comenzar a grabar los datos. Pon a rodar la bola al dar clic sobre el botn Force (fuerza) y espera hasta que la bola golpee la pared final. Debes ver un vnculo que aparece en el libro de laboratorio. ste contiene los datos de posicin contra tiempo para la bola mientras rueda a travs de la mesa.

4. Haz clic en el vnculo de datos de tu libro de laboratorio para ver la posicin de la bola a lo largo del tiempo del experimento. Registra en la tabla siguiente las posiciones de la bola en los tiempos indicados. Haz clic en el botn Reset (restablecer). Repite el experimento con una masa ligeramente ms grande y luego una masa ligeramente menor. Cambia la masa usando la etiqueta Objetos que se encuentra debajo del men de parmetros (Parameters Palette).

Masa:Posicin (m)

Masa:Posicin (m)

Masa:Posicin (m)

Tiempo (s) Tiempo (s) Tiempo (s)

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Anlisis y conclusiones 1. Graficacin Usa los datos de la tabla para graficar el movimiento de las tres bolas. Tu grfica debe

mostrar la distancia que recorri la bola contra el tiempo, de modo que el tiempo se muestra sobre el eje horizontal o x, y la distancia se muestra sobre el eje vertical o y. Marca los ejes con la variable y sus unidades. Usa un color diferente para unir los puntos para cada bola. Necesitars hacer la escala conveniente para graficar tus datos.

2. Interpretacin de grf icas Qu representa cada punto sobre la grfica?

3. Cul es la diferencia entre las tres lneas que graficaste?

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4. La inclinacin de la lnea recta se llama pendiente de la lnea. La pendiente es cunto suben los datos sobre el eje y (ordenada) dividido por cunto se alejan los datos sobre el eje x (abscisa). Qu te dicen las pendientes de las lneas acerca de cada bola?

5. La grfica siguiente muestra el movimiento de un perro. Describe el movimiento del perro.

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6. Cmo muestra la grfica que el perro tena diferentes rapideces en los primeros cuatro segundos y los ltimos dos segundos?

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Laboratorio 4: Medicin de rapidez

PropsitoCalcular la rapidez de un objeto a partir de mediciones de distancia y tiempo.AntecedentesCunto tardas en llegar a la escuela? Cunto te tomara correr un kilmetro? Estos tiempos dependen de la rapidez promedio con la que puedas viajar. La rapidez se calcula a partir de mediciones de distancia y tiempo. En esta tarea, aprenders la relacin entre distancia y tiempo para objetos en movimiento. Entonces sabrs cmo calcular la rapidez promedio de cualquier cosa que se mueva.HabilidadesGraicacin, prediccin, interpretacin de datos, aplicacin de conceptos.Procedimiento 1. Inicia el programa simulador. Selecciona Measuring Speed (Medicin de rapidez) de la lista de

tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica. 2. El laboratorio se configura con una bola sobre una mesa. Unido a la bola hay un mbolo que se usa

para golpear la bola. Vas a medir la longitud de la mesa y el tiempo que tarda la bola en rodar a travs de esta distancia. Tambin registrars la fuerza que usaste para golpear la bola y ponerla a rodar.

Una bola rueda a travs de toda la longitud de la mesa en un tiempo corto. Otra bola tarda ms tiempo en rodar a travs de la misma mesa. Cmo se comparan las rapideces de las dos bolas?

3. El mbolo inicialmente se establece para golpear la bola con una fuerza de 100 N. Mide la distancia (en centmetros) que la bola rueda sobre la mesa. Registra esta longitud en la tabla 1. Pon a rodar la bola al dar clic sobre el botn Force. Cuando la bola golpee el borde de la pantalla, el experimento se detendr. Registra en la tabla 1 el tiempo que tard la bola en rodar a travs de la mesa. Encontrars este tiempo en la pantalla Time (tiempo) sobre la pantalla del experimento. Repite el experimento seis veces usando diferentes valores de fuerza para el mbolo. Haz clic en el botn Reset. Cambia la fuerza del mbolo usando la opcin de cambio de valores que se encuentra en el men parmetros (Parameters Palette). Puedes abrir el men al dar clic en el botn Parameters. En el men, haz clic en la etiqueta Forces para cambiar los valores de fuerza. Usa algunas fuerzas ms dbiles y otras ms fuertes. Registra tus datos en la tabla 1.

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Tabla 1.

Fuerza (N)Distancia de rodamiento

(cm)

Tiempo de rodamiento

(s)

Anlisis y conclusiones 1. Graficacin Grafica el tiempo y la distancia para el experimento inicial sobre la grfica.

Representa en el eje horizontal Time (s). Representa en el eje vertical Distance (cm). Tienes dos puntos de datos. El primer punto de datos ser (0 s, 0 cm), ste es el tiempo y el lugar de inicio del rodamiento. El segundo punto de datos es el tiempo y la distancia que mediste. Necesitars usar una escala para representar tus datos.

2. En la misma grfica, dibuja una lnea diferente que comience en el punto (0 s, 0 cm) para cada una de las diferentes fuerzas que usaste. El segundo punto de datos para cada lnea es el tiempo y la distancia que mediste y registraste en la tabla 1. Puedes usar un color diferente para cada lnea. Las lneas que dibujaste muestran que la bola parti del mismo lugar y viaj la distancia medida sobre una cantidad de tiempo diferente.

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3. Cada lnea debe tener una inclinacin diferente. A esto se le llama la pendiente de la lnea recta. Qu te dice la pendiente de cada lnea acerca de la bola mientras rueda a lo largo de la mesa? Piensa de nuevo en lo que observaste en los diferentes experimentos.

Prediccin Qu predeciras para la pendiente de la lnea si otra bola tomara una cantidad de tiempo todava menor para cruzar la mesa?

Prediccin Qu predeciras para la pendiente de la lnea si otra bola tomara un tiempo todava mayor para cruzar la mesa?

4. Interpretacin de datos Puedes calcular la pendiente de una lnea al usar la siguiente ecuacin:pendiente = ordenada/abscisa

En este experimento la ordenada es la distancia que recorri la bola. La abscisa es el tiempo que tard. Dado que la ordenada es distancia y la abscisa es tiempo, pendiente = distancia/tiempo. La rapidez te dice cunto tard en recorrer una distancia medida, de modo que si vas ms rpido, tardas menos tiempo. La pendiente de cada lnea en tu grfica es la rapidez de la bola. A partir de los datos en la grfica o en la tabla 1, llena la tabla 2 siguiente y calcula la rapidez de la bola.

Tabla 2.

Distancia (cm) Tiempo (s) Rapidez (cm/s)

5. Aplicacin de conceptos En un viaje, mides el tiempo que tardas en recorrer entre la ciudad A y la ciudad B. Si conoces la distancia entre las dos ciudades, cmo calcularas la rapidez promedio de tu viaje?

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Laboratorio 5: Aceleracin

PropsitoEstudiar la aceleracin de una bola cuando se lanza en lnea recta hacia arriba en el aire.AntecedentesT experimentas la aceleracin cuando caminas ms rpido para llegar a algn lado a tiempo o reduces la rapidez para hablar con un amigo, o das vuelta en una esquina mientras caminas por un pasillo. Qu tienen en comn estos movimientos? Son ejemplos de un cambio en rapidez o un cambio en direccin. Un cambio en la rapidez o la direccin de un objeto en movimiento se llama aceleracin. La aceleracin puede ser positiva (aumento de velocidad) o negativa (frenado). La aceleracin negativa a veces se llama desaceleracin.HabilidadesPrediccin, observacin, graicacin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones.Procedimiento 1. Inicia el programa simulador. Selecciona Acceleration (Aceleracin) de la lista de tareas. Se abrir el

laboratorio de Mecnica. 2. El laboratorio se configura con una bola cerca del fondo de la ventana del experimento. Al fondo

de la bola est unido un mbolo. La bola se disparar en lnea recta hacia arriba en el aire mediante el mbolo, pero habr gravedad para atraerla de vuelta hacia abajo. Observars la aceleracin de la bola conforme se eleva en el aire y luego cae de vuelta al fondo de la pantalla.

Prediccin Cmo cambiar la rapidez de la bola mientras se mueve arriba en el aire? Cmo cambiar la rapidez de la bola mientras cae?

3. Haz clic en el Lab Book (Libro de laboratorio) para abrirlo. Haz clic en el botn rojo Recording para comenzar a registrar datos. Golpea la bola al aire con un clic sobre el botn Force. Observa la trayectoria o ruta de la bola. La fuerza del mbolo inicialmente se configura para golpear la bola con una fuerza de 200 Newtons (N). Cuando la bola alcance el fondo, el experimento se detendr. Debes ver un vnculo que aparece en el Lab Book (Libro de laboratorio). ste contiene los datos de posicin contra tiempo y los datos de velocidad contra tiempo para la bola que vuela por el aire. Si das clic en el vnculo de datos, la ventana del Data Viewer se abrir con tres columnas de datos. La primera columna, t (s), es Tiempo. La segunda columna, y (m), da la Posicin de la bola. La tercera columna, v_y (m/s), da la Velocidad.

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4. Intenta de nuevo el experimento con diferentes fuerzas sobre el mbolo. Haz clic en el botn Reset para restablecer el experimento. Haz clic en el botn Parameters. Cambia la fuerza en men de parmentros a un valor diferente al dar clic sobre la pestaa Forces en la paleta y repite el paso 3. Golpea la bola con dos fuerzas diferentes. Usa fuerzas ms grandes y ms pequeas.

Observacin En cada uno de estos experimentos, dnde, acelera la bola a lo largo de su trayectoria?

Anlisis y conclusiones 1. Graficacin Usa los datos en cada uno de los vnculos de datos de tu Lab Book (Libro de

laboratorio) para dibujar grficas de posicin contra tiempo en la retcula siguiente. Etiqueta el eje horizontal Time (s) y el eje vertical Position (m). Necesitars escalar la grfica para ajustar tus datos. Usa aproximadamente 10 puntos de cada par de datos para describir la trayectoria de la bola. El primer punto de datos en cada grfica es (0 m, 0 s). ste es el tiempo y el lugar donde se golpe la bola. Graficars la altura de la bola (los datos y) sobre el perodo de tiempo de toda la trayectoria de elevacin y cada. Usa un color diferente para cada experimento. Conecta los puntos de datos con lneas. Nota: Ignora todos los datos en los que la posicin de la bola sea negativa.

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2. Despus de elaborar tus grficas de posicin contra tiempo, selecciona los datos de velocidad contra tiempo de la tabla de datos. Grafica velocidad contra tiempo en la retcula siguiente. Etiqueta el eje horizontal Time (s) y el eje vertical Speed (m/s). Usa aproximadamente 10 puntos de datos para describir la trayectoria de las bolas. Conecta los puntos. Usa los mismos colores o estilos de lnea que usaste en la primera grfica para los mismos experimentos. Marca cada lnea con la fuerza del m bolo. Identifica las partes de la trayectoria donde aumenta la rapidez, donde disminuye la rapidez y donde la bola cambia de direccin. (Sugerencia: elige cantidades iguales entre los intervalos).

3. Interpretacin de datos Cmo muestran las grficas de velocidad contra tiempo que las bolas aceleran?

4. Qu significa la pendiente negativa de la grfica velocidad contra tiempo arriba del eje horizontal?

Qu significa la pendiente negativa de la grfica de velocidad contra tiempo por abajo del eje horizontal?

5. Deduccin de conclusiones Hay una relacin entre las pendientes de las lneas y las fuerzas del mbolo? Sugerencia: el tamao de la fuerza usada para golpear la bola tiene algo que ver con la velocidad cuando la bola cae? Y qu hay de la velocidad cuando la bola se eleva?

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Laboratorio 6: Gravedad y movimiento de cada libre

PropsitoDescubrir qu efecto tiene la resistencia del aire sobre un objeto que cae.AntecedentesCuando un objeto cae a travs del aire, dos fuerzas actan sobre l. La fuerza de gravedad atrae el objeto hacia abajo y la fuerza de la resistencia del aire frena la cada del objeto mediante oposicin al movimiento. La resistencia del aire es un ejemplo de friccin de luido, que aplica una fuerza opositora a travs de un gas o lquido. Cuando sacas tu mano por la ventanilla de un automvil en movimiento, puedes sentir la resistencia del aire contra tu mano. Conforme el automvil avanza ms rpido, la resistencia del aire aumenta. Si has saltado a una piscina, has sentido la resistencia del agua, que frena mucho ms rpido que el aire. En esta tarea, observars los efectos de la resistencia del aire sobre la aceleracin de los objetos que caen.HabilidadesGraicacin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones.Procedimiento 1. Inicia el programa simulador. Selecciona Gravity and Free Fall Motion (Gravedad y movimiento de

cada libre) de la lista de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica. 2. El laboratorio se configura con una bola en la parte superior de la ventana de experimentos,

20 m sobre la superficie. La gravedad se establece con el mismo valor que en la Tierra. La gravedad atraer la bola hacia abajo. Observars cunto tarda la bola en llegar a y = 0. La masa de la bola es2 kg. El dimetro de la bola es 1 m.

3. Haz clic en el libro de datos de laboratorio (Lab Book) para abrirlo. Haz clic en el botn rojo Recording para comenzar a registrar datos. Inicia el experimento con un clic sobre el botn Start y observa lo que ocurre. Cuando la bola llegue a y = 0, el experimento se detendr. Debes ver un vnculo que aparece en el libro de datos de laboratorio (Lab Book). ste contiene datos de velocidad contra tiempo para la bola que cae. En la tabla de la pgina siguiente escribe la cantidad de tiempo que tard la bola en caer y su velocidad en el punto de datos ms cercano al momento en que la bola cruce y = 0.

4. Haz clic en el botn Reset para restablecer el experimento. Ubica la grfica de resistencia de aire de la charola en el rea de trabajo. Repite el paso 3 para registrar la velocidad de la bola conforme cae.

5. Suelta otra bola con la misma masa que antes pero un dimetro mucho mayor (por ejemplo, una gran bola hueca). Haz clic en el botn Reset para restablecer el experimento. Usa la pestaa Objects que se encuentra en el men de parmetros (Parameters Palette) para ajustar el radio a 4 m. Repite el paso 3.

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6. Haz clic en el botn Reset una vez ms. Usa el men de parmetros (Parameters Palette) para ajustar el radio de nuevo a 4 m, pero esta vez, ubica la grfica de resistencia del aire de vuelta sobre la mesa desde la charola. Repite el paso 3 para registrar la velocidad de la bola conforme cae.

Masa de la bola (kg)

Dim etro (m)Resistencia del aire [encendido (on) o

apagado (off)]

Tiempo para llegar a

y = 0 (s)

Velocidad en y = 0 (m/s)

2 1 off2 1 on2 4 off

Anlisis y conclusiones 1. Graficacin Con los valores en cada uno de los pares de datos en el libro de datos de laboratorio

(Lab Book), dibuja las grficas de velocidad contra tiempo para cada experimento en la siguiente retcula. Etiqueta el eje horizontal Tiempo (s) y el eje vertical Velocidad (m/s). Haz una escala para graficar tus datos. El primer punto de datos es (0 s, 0 m/s) para cada experimento. Conecta los puntos de datos con diferentes colores para cada grfica. Marca, en cada lnea, el radio de la bola e indica si haba resistencia de aire.

2. Interpretacin de datos Describe cualquier diferencia que ves en las grficas. Explica por qu las grficas son diferentes. Existe alguna diferencia en el movimiento de los objetos con o sin resistencia del aire?

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3. Interpretacin de datos Por qu dos de las grficas parecen exactamente iguales?

4. Interpretacin de datos Las grficas de los experimentos con resistencia del aire tienen alguna regin que muestre aceleracin constante? Tienen alguna regin con velocidad constante o no aceleracin? Por qu las bolas no aceleraran incluso con gravedad que todava las atrae hacia abajo? Qu las detiene?

5. Deduccin de conclusiones El punto donde un objeto que cae deja de acelerar se llama velocidad terminal. Por qu la velocidad terminal es un nombre apropiado?

Extensin 6. Cmo cambiara el movimiento de las bolas si aumentas la fuerza de gravedad con la resistencia

del aire encendida (On)?

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Laboratorio 7: Fuerzas

PropsitoComprender los efectos que sobre un objeto tienen las fuerzas balanceadas y desbalanceadas en diferentes direcciones.

AntecedentesAlguna vez jugaste a tirar de la cuerda o vencidas con un amigo? Para ganar, debes usar una fuerza mayor que la de tu oponente. Si la fuerza que aplicas es igual a la fuerza de tu oponente, las fuerzas opositoras estn balanceadas y la fuerza neta es cero. Nadie gana. Cuando la fuerza neta, o suma de las fuerzas, no es igual a cero, las fuerzas estn desbalanceadas. Las fuerzas desbalanceadas hacen que los objetos se muevan, dejen de moverse o cambien de direccin. Puedes predecir el movimiento de los objetos al observar las fuerzas netas que actan sobre ellos. Al examinar las fuerzas que actan sobre un objeto en muchas direcciones, es posible determinar cundo se alcanza el equilibrio.

HabilidadesObservacin, control de variables, comparacin y contrastacin, prediccin, aplicacin de conceptos.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Forces (fuerzas) de la lista de tareas. Se abrir el

laboratorio de mecnica.2. El laboratorio se configurar con una bola cerca de la parte superior de la ventana de experimentos.

Unida al fondo de la bola hay un cohete para empujar (fuerza) la bola hacia arriba. En este experimento, la gravedad est accionada. La gravedad tender a tirar la bola hacia abajo. El objeto de este experimento es aplicar slo la cantidad correcta de fuerza con el cohete para evitar que la bola suba o baje.

3. Comienza el experimento al dar clic sobre el botn Start (inicio). Observa lo que ocurre. Para encender el cohete, haz clic en el botn Force. Cuando termines tus observaciones, haz clic en el botn Pause (pausa) para detener el experimento.

Observacin Qu observaste cuando encendiste el cohete?

4. Ahora experimenta para determinar la cantidad de fuerza necesaria para equilibrar la bola. Reset (reinicia) el experimento. Usa el men de parmetros para cambiar la fuerza del cohete y repetir el paso 3. Observa si la bola cae o sube. Registra en la tabla de datos 1 cada fuerza que intentes y tus observaciones. Contina hasta que evites que la bola caiga o suba.

Por qu necesitas cambiar la fuerza del cohete?

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Tabla de datos 1

Fuerza (N) Observaciones Equilibrada/desequilibrada

5. La masa de la bola es de 20 kg. Cul sera otra forma de calcular la fuerza requerida para equilibrar la atraccin de la gravedad sobre la bola?

6. Control de variables Ahora, descubre lo que ocurre con el movimiento de la bola cuando el cohete se une a la bola en una posicin diferente. Reinicia el experimento al principio con un clic sobre el botn Reset. Con la etiqueta Forces en Parameters Palette establece la fuerza a 200 N y el ngulo del cohete a 270. Registra tus observaciones en la tabla de datos 2. Ahora repite el experimento con ngulos de 0, 180 y un ngulo de tu eleccin. Registra tus resultados en la tabla 2.

Tabla de datos 2

ngulo Fuerza (N)Efecto sobre la

bolaEquilibrada/desequilibrada

270 200 0 200 180 200

200

Anlisis y conclusiones1. Comparacin y contrastacin Cul es la diferencia entre las fuerzas usadas en la tabla de datos 1

y las de la tabla de datos 2? Explica cmo las combinaciones de fuerzas crearon el movimiento que observaste.

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Para responder las preguntas 2 y 3, haz clic en Return en la flecha roja de gravedad en la mesa para regresarla a la bandeja. Haz clic en el botn verde Zoom Out (alejamiento) y clic dentro del almacn. Regresa la gravedad descendente a los anaqueles con doble clic sobre ella, o arrstrala al anaquel. Haz doble clic en las flechas de Right Gravity (Gravedad correcta) para seleccionarlas. Haz clic en la flecha verde Return to Lab (Regresar al laboratorio), luego, haz clic en la mesa de trabajo para acercarte a la vista del experimento. Tira de las flechas de gravedad hacia el banco de trabajo.

2. Prediccin Qu fuerza en magnitud y direccin se necesitaran para equilibrar la gravedad en el experimento recin montado?

3. Observacin Ajusta el cohete como predijiste que necesitaras y registra tus observaciones del movimiento.

4. Uno est acostumbrado a que la fuerza de gravedad tire hacia abajo, pero tericamente podra tirar en cualquier direccin, dependiendo de tu marco de referencia, pues es slo otra fuerza. Es importante seguir las direcciones y magnitudes de todas las fuerzas cuando se predice el movimiento de objetos. Cambia la magnitud de la fuerza gravitacional en la etiqueta Gravity de la paleta y observa el movimiento resultante. Describe cmo una fuerza equilibrante necesitara cambiar bajo estas condiciones.

5. Aplicacin de conceptos Por qu sera importante entender el concepto de fuerzas balanceadas cuando se intente construir un cohete para viajar a la Luna?

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Laboratorio 8: Primera ley de Newton

PropsitoDescubrir cmo se relacionan la masa y la inercia, y aprender acerca de los efectos de diferentes tipos de fuerzas sobre el movimiento inercial.

AntecedentesEl movimiento te rodea en la vida cotidiana. Los cientficos han estado fascinados con l durante miles de aos. Sir Isaac Newton propuso tres leyes bsicas de movimiento. La primera ley de movimiento de Newton afirma que un objeto en reposo permanecer en reposo y un objeto en movimiento con velocidad constante, continuar en movimiento con velocidad constante, a menos que sobre l acte una fuerza externa y modifique su estado de movimiento. Este principio se llama inercia y se puede usar para explicar mucho del movimiento observado a lo largo de todo el universo.

HabilidadesControlar variables, graficacin, interpretacin de datos, prediccin, realizacin de generalizaciones, comparacin y contrastacin.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Newtons First Law (Primera ley de Newton) de la lista de

tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con una bola sobre una mesa. Unido a la bola de 2 kg hay un cohete

que se usa para empujar la misma en la direccin opuesta al movimiento de la bola. sta tendr una velocidad inicial. No hay friccin. La nica cosa que detiene a la bola es la fuerza que accionas. Haz clic en el Lab Book (Libro de laboratorio) para abrirlo y luego clic en el botn rojo Recording para comenzar a registrar datos. ste contiene datos de posicin y velocidad contra tiempo de la bola que rueda a travs de la mesa.

3. Despus de un par de segundos, oprime el botn Force para encender el cohete. La fuerza se configura en 10 N. Haz clic en el botn Pause cuando la bola frene y comience a invertir la direccin. Vers un vnculo que aparece en el Lab Book. ste contiene datos de posicin y velocidad contra tiempo de la bola que rueda a travs de la mesa.

4. Usa los datos recopilados para llenar la tabla en la siguiente pgina con (1) la magnitud de la fuerza, (2) la distancia que la bola recorri desde cuando se encendi la fuerza hasta cuando se detuvo e invirti su direccin, y (3) la cantidad de tiempo que la fuerza estuvo actuando. Encuentra estos puntos al buscar en los datos el tiempo cuando la velocidad disminuye, pero todava es positiva, y muestren que la bola an viaja hacia la derecha.

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5. Control de variables Repite el experimento con una bola ms de diferente masa. Recuerda hacer clic en el botn Reset. Usa Parameters Palette para cambiar la masa de la bola. Conserva la misma fuerza para el nuevo experimento. El tiempo que el cohete estar activado ser diferente para cada bola, porque cada una se detendr en diferentes cantidades de tiempo.

Tabla de datos

Masa de la bola (kg)

Fuerza aplicada a la bola (N)

Distancia recorrida

despus de encender el cohete (m)

Tiempo cohete encendido (s)

Anlisis y conclusiones1. Graficacin En la retcula siguiente, grafica la distancia contra el tiempo para cada uno de

los experimentos. Usa los datos en los vnculos de datos guardados en tu Lab Book (Libro de laboratorio). Ubica en el eje horizontal el Tiempo (s) y, en el eje vertical, la Distancia (m). Decide la escala adecuada de los ejes. Usa un color diferente para cada grfica. Etiqueta el punto donde se enciende el cohete en cada experimento.

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2. Interpretacin de datos Cul masa fue ms fcil de detener? Cul fue la ms difcil? Cmo lo sabes?

3. Prediccin Qu ocurrira si tuvieses una fuerza menor que empuja sobre estas mismas bolas? Todava se detendran? Sugerencia: Las bolas tienen velocidad inicial, pero qu es lo que realmente hace que las bolas se detengan?

4. Deduccin de conclusiones Qu ocurrira si aumentas la masa de la bola mas no aplicas fuerza alguna?

5. Realizacin de generalizaciones Hasta el momento trabajaste con fuerzas de cohetes, pero, qu otros tipos de fuerzas crees que cambiaran el movimiento de la bola?

6. Comparacin y contrastacin Ahora, observa el movimiento con resistencia del aire sobre la mesa. El icono Air Friction (Friccin del aire) est en el anaquel en la parte superior de la pantalla. Tira del icono hacia el banco de trabajo. Reinicia el experimento y activa el registro. Repite el experimento al dar clic en Start y observa la bola moverse slo con resistencia del aire como una fuerza externa aplicada. Detn despus de aproximadamente la misma cantidad de tiempo que observaste en los experimentos previos. Grafica los datos de este experimento. Indica sobre la grfica los datos de correr con resistencia del aire. Cmo se diferencia el movimiento con resistencia del aire? El movimiento es meramente el resultado de la inercia de la bola? Por qu s o por qu no? Cmo se compara la distancia recorrida con la distancia cubierta en los experimentos anteriores?

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Laboratorio 9: Segunda ley de Newton

PropsitoInvestigar a travs de grficas y anlisis de datos cmo se relacionan fuerza, masa y aceleracin.

AntecedentesLa segunda ley de movimiento de Newton afirma que la aceleracin de un objeto depende de la masa del objeto y la fuerza neta aplicada al objeto. La ley se puede escribir matemticamente como Fuerza = Masa Aceleracin o F = m a. Esta ecuacin tambin se puede reordenar:

Aceleracin =Fuerza

Masa

La relacin entre estas variables se puede usar para explicar la mecnica involucrada en muchas colisiones, desde tacleadas de ftbol hasta choques automovilsticos. Tambin es til tener en mente cuando se intenta averiguar cmo acelerar rpidamente o cmo crear la mayor fuerza con la menor cantidad de esfuerzo!*

HabilidadesGraficacin, prediccin, interpretacin de grficas, control de variables, deduccin de conclusiones.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Newtons Second Law (Segunda ley de Newton) de la lista

de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con una bola sobre una mesa. Unido a la bola hay un cohete que se usa

para empujar la bola a travs de la mesa. No hay friccin. En este experimento recopilars datos de posicin y velocidad conforme la bola se mueve a travs de la mesa. Luego elaborars grficas de posicin y velocidad.

Prediccin Cmo crees que se ver tu grfica de velocidad contra tiempo si la bola acelera?

3. Haz clic en el Lab Book para abrirlo. Haz clic en el botn rojo Recording para iniciar el registro de datos. Pon la bola a rodar al dar clic sobre el botn Force. Observa lo que ocurre mientras la bola rueda a travs de la mesa. La fuerza se configura a 10 N y la masa de la bola es de 2 kg. La bola acelera? El experimento se detendr automticamente cuando la bola alcance el extremo de la mesa. Vers un vnculo que aparece en el libro de laboratorio que contiene datos de posicin y velocidad contra tiempo de la bola que rueda a travs de la mesa. Haz doble clic junto al vnculo para etiquetar la lnea con la fuerza y masa.

4. Haz clic en el botn Reset para reiniciar el experimento de vuelta al principio. Usa Parameters Palette para cambiar la fuerza del cohete y repetir el paso 3 para dos fuerzas diferentes. Registra las fuerzas en la tabla de la pgina siguiente.

* Rapidez es la palabra usada para la magnitud (valor) de la velocidad. Como este movimiento s tiene direccin constante, en realidad, los datos que recogemos son la magnitud de la velocidad.

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5. Ahora observa lo que ocurre con la velocidad y la aceleracin de la bola cuando cambias la masa. Haz clic en el botn Reset para reiniciar el experimento. Usa Parameters Palette para cambiar la masa de la bola. Asegrate de que la fuerza se establece en 10 N y repite el paso 3 para dos masas diferentes. No cambies la fuerza para estos experimentos. Registra las masas en la tabla.

Tabla

Fuerza (N)Masa de la bola (kg)

Velocidad final (m/s)

Tiempo para alcanzar el

extremo de la rampa (s)

Aceleracin (m/s2)

10 222

1010

Anlisis y conclusiones1. Graficacin Con los valores de cada uno de los vnculos de datos en tu Lab Book, dibuja grficas

de velocidad contra tiempo sobre la siguiente retcula. Graficars la velocidad de la bola contra el tiempo que emple para cruzar la mesa. Ubica en el eje horizontal el Tiempo (s) y en el eje vertical la velocidad (m/s). Elige una escala adecuada para tu grfica que coincida con tus datos. El primer punto de datos ser (0 s, 0 m/s). ste es el tiempo y la velocidad de la bola cuando comenz a rodar. Grafica diez puntos para cada bola. Conecta los puntos de datos usando un color diferente para cada experimento. Etiqueta cada lnea con la fuerza y masa de la bola.

2. Abre cada uno de los vnculos y registra la velocidad final y el tiempo que tard para llegar a dicha velocidad en la mesa. Nota: registra el tiempo cuando la bola alcanza primero el final de la rampa, puede haber otro punto de datos despus de ello, pero slo toma el tiempo cuando llega al final.

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3. Interpretacin de grf icas Cmo muestran las grficas de velocidad contra tiempo que las bolas estn acelerando?

Cul bola aceler ms?

4. La aceleracin es una medida de cunto cambia la velocidad con el tiempo, y se expresa en una ecuacin como esta: aceleracin = cambio en la velocidad/tiempo. Calcula la aceleracin de cada una de las bolas usando esta ecuacin. Cada bola parte a 0 m/s. Registra tus clculos en la tabla de la pgina anterior.

5. Otra forma de calcular la aceleracin es usar la segunda ley de Newton, resuelta para la aceleracin. Tus clculos de la aceleracin en el inciso 4 anterior coinciden con lo que calcularas usando la segunda ley de Newton?

6. Graficacin Con los valores calculados de tu tabla de datos, dibuja una grfica de fuerza contra aceleracin en la retcula siguiente. Graficars la fuerza aplicada sobre la bola contra la aceleracin observada conforme la bola cruza la mesa. Etiqueta el eje horizontal Aceleracin (m/s2) y el eje vertical Fuerza (N). Slo usa tus primeros tres puntos de datos, recopilados en el paso 4 del procedimiento, que se realizaron todos sobre la misma bola. Elige una escala apropiada para tu grfica que coincida con tus datos.

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7. Interpretacin de grf icas Qu te dice la pendiente de la grfica fuerza-aceleracin?

8. Control de variables Explica cmo podras producir una gran aceleracin con una fuerza muy pequea.

9. Deduccin de conclusiones Cules son las dos formas en las que puedes aumentar la aceleracin?

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Laboratorio 10: Tercera ley de Newton

PropsitoEstudiar accin y reaccin al observar colisiones entre objetos en movimiento de diferentes masas.

AntecedentesEn el pasado, los caones eran una importante arma para alcanzar al enemigo a cierta distancia. Sin embargo, los soldados deban tener cuidado de no pararse detrs de un can cuando se disparaba. El pesado can pateara o empujara hacia atrs con cada disparo. Esta patada es un ejemplo de la tercera ley de movimiento de Newton: para toda accin (la bola de can que se dispara hacia adelante con gran rapidez) existe una reaccin igual y opuesta (el can que se mueve hacia atrs con baja rapidez).

HabilidadesPrediccin, interpretacin de datos, aplicacin de conceptos, deduccin de conclusiones.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Newtons Third Law (Tercera ley de Newton) de la lista de

tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con dos bolas (que para este laboratorio, denominaremos objetos) de la

misma masa sobre una mesa. Los objetos se movern uno hacia el otro. Conforme chocan, ejercern fuerzas mutuas que son iguales y opuestas.

Prediccin Cuando un objeto ms pesado golpea a uno ms ligero, cmo se comparan las fuerzas que ejercen uno sobre otro? Cul es el movimiento resultante de los objetos?

3. La velocidad inicial de todos los objetos ser el mismo para los primeros tres ensayos, pero las masas de los objetos cambiar. Observars lo que ocurre en las colisiones y registrars las velocidades finales de cada objeto.

4. Haz clic en el botn Start para poner los objetos en movimiento. Despus de que los objetos rebotan uno contra otro y recorren una corta distancia alejndose mutuamente, haz clic en el botn Pause para detener el experimento. Anota la velocidad de cada objeto en el panel de despliegue bajo la mesa. Puedes desplegar la velocidad del segundo objeto al hacer clic sobre el objeto, o clic sobre las flechas Tracking (rastreo) ubicadas en la esquina inferior derecha de la pantalla para cambiar el despliegue. Registra las velocidades en la tabla de la siguiente pgina. Describe qu ocurri a cada objeto en el recuadro reaccin.

5. Haz clic en el botn Reset para reiniciar el experimento antes de intentar nuevas masas. Usa la tabla para saber cul masa utilizar para cada ensayo. Usa el men de parmetros (Parameters Palette) para cambiar las masas de los objetos. Quita la marca de verificacin en el recuadro Balls Same Mass and Diameter (Bolas de misma masa y dimetro) para poder cambiar cada masa por separado.

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6. Ahora cambia las masas y velocidades iniciales de los objetos de modo que puedas llevar un objeto a detenerse completamente despus de una colisin cuando ambos comienzan a moverse (ensayo 4). Realiza tambin un ensayo (ensayo 5) donde uno de los objetos parta del reposo y todava se encuentre en reposo despus de que el otro choque con el mismo.

Tabla

Ensayo 1 Masa (kg)Velocidad

antesVelocidad despus

Reaccin

Bola 1 10 10Bola 2 10 10

Ensayo 2

Bola 1 20 10Bola 2 10 10

Ensayo 3

Bola 1 50 10Bola 2 1 10

Ensayo 4

Bola 1

Bola 2

Ensayo 5

Bola 1

Bola 2

Anlisis y conclusiones1. Interpretacin de datos Describe lo que ocurre cuando las masas de los objetos fueron las mismas,

y cuando fueron muy diferentes.

2. Aplicacin de conceptos Explica por qu un objeto ms ligero tiene mayor velocidad despus de una colisin con uno pesado de la que tena antes. De dnde vino el aumento de la velocidad? Sugerencia: piensa en la segunda ley de movimiento de Newton.

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3. Deduccin de conclusiones Los datos prueban tu prediccin anterior?

4. Si sobre cada objeto en cada colisin actan fuerzas, cmo puede detenerse un objeto o incluso no moverse, como observaste en el paso 6?

5. Deduccin de conclusiones Por qu las fuerzas de accin y reaccin no se cancelan mutuamente? Por qu la fuerza neta no es cero, si las fuerzas son las mismas en cada direccin?

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40 Laboratorio 25

Laboratorio 11: Medicin de friccin: un tema pegajoso

PropsitoDescubrir cmo la friccin afecta el movimiento de un objeto que se desliza.

AntecedentesLa friccin es una fuerza que acta en la direccin opuesta al movimiento. Un automvil se mueve debido a la friccin entre sus llantas y el suelo. Caminar, por lo general, es sencillo porque tus pies se pegan ligeramente al suelo o piso. Cuando caminas hacia adelante, tus pies empujan hacia atrs. Debido a la friccin, tus pies no se deslizan a menos que ests en hielo. En este laboratorio, descubrirs los efectos de diferentes superficies y materiales sobre el tiempo que tarda la friccin en detener un trineo que se desliza.

HabilidadesInterpretacin de datos, prediccin, deduccin de conclusiones, aplicacin de conceptos.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador. Selecciona Measuring Friction (Medicin de friccin) de la lista de

tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con un trineo, o bloque, sobre una mesa. Un mbolo se une para

iniciar el movimiento del trineo. Nota que la mesa est hecha de cemento y que el trineo est hecho de madera. Golpears el trineo y observars que se desliza a travs de la mesa.

Nota que la masa del trineo es de 1 kg. Cul es el peso del trineo en newtons? Recuerda: peso = masa aceleracin debida a la gravedad.

Prediccin Sera ms fcil empujar este trineo de caucho o un trineo de metal?

3. Haz clic en el Lab Book (Libro de Laboratorio) para abrirlo. Haz clic en el botn Record para comenzar a registrar datos. Comienza el deslizamiento del trineo sobre la mesa al hacer clic en el botn Force. Observa lo que ocurre. El mbolo golpea al trineo con una fuerza de 225 newtons. Tan pronto como el trineo deje de moverse, Haz clic en el botn Stop para detener el experimento. Haz clic en el botn Stop para detener el registro de datos. Vers un vnculo que aparece en el libro de laboratorio. ste contiene datos de posicin contra tiempo del trineo que se desliza sobre la mesa. Usa estos datos para registrar en la tabla siguiente la distancia que recorri el trineo y el tiempo que tard en detenerse.

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4. Intenta otros tipos de materiales para el trineo y la mesa para ver cmo los cambios en friccin afectan el tiempo que tarda en detenerse el trineo. Haz clic en el botn Reset para reiniciar el experimento antes de intentar nuevos materiales. Elige diferentes materiales en Parameters Palette bajo la etiqueta Friction. La apariencia del deslizador no cambiar. Para cada ensayo registra en la tabla siguiente los materiales del trineo y la mesa, la distancia que recorre el trineo hasta que se detiene y el tiempo que tarda en detenerse.

Tabla

Material del trineo

Material de la mesa

Distancia de deslizamiento

(m)

Tiempo de deslizamiento

(s)

Madera Cemento

Anlisis y conclusiones1. Qu detiene el movimiento del trineo?

2. Interpretacin de datos Con cules materiales el trineo se desliza ms lejos? Con cules materiales el trineo se detiene ms rpido? Por qu?

3. Prediccin Qu ocurrira si repites el experimento usando un trineo ms pesado?

4. Deduccin de conclusiones Describe cmo la cantidad de friccin entre un objeto y una superficie determina la cantidad de fuerza necesaria para mover el objeto.

5. Aplicacin de conceptos Si fueses a disear una llanta de automvil, querras tener mucha friccin (muy pegajosa y rugosa), no mucha friccin (muy lisa) o algo entre las dos? Por qu?

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42 Laboratorio 26

Laboratorio 12: Aceleracin y friccin

PropsitoInvestigar el efecto que la friccin tiene sobre la aceleracin de un objeto.

AntecedentesAlguna vez has intentado pasear en bicicleta con una llanta pinchada, o empujar una caja pesada a travs de un suelo rugoso? Hay posibilidad de que no puedas mover la bicicleta o la caja muy rpido. Lo que hace tan difciles a estas actividades es la gran cantidad de friccin involucrada. La friccin afecta el movimiento tal como todas las otras fuerzas afectan la aceleracin. Pero cuando mltiples fuerzas actan sobre un objeto de manera conjunta, el resultado puede ser impredecible. Todo movimiento se debe a un complejo interjuego de diferentes fuerzas balanceadas y desbalanceadas, y con frecuencia, los efectos slo son visibles al examinar las aceleraciones resultantes.

HabilidadesGraficacin, interpretacin de datos, aplicacin de conceptos.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Acceleration and Friction (Aceleracin y friccin) de la lista

de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con un trineo sobre una mesa. La superficie de la mesa puede cambiar

para hacerla de diferentes materiales. Unido al trineo hay un pequeo cohete que se usar para empujar el trineo. Haz clic en el Lab Book (Libro de laboratorio) para abrirlo.

3. Haz clic en el botn rojo Recording para guardar datos de posicin contra tiempo. Haz clic en el botn Force para iniciar el movimiento del trineo. El cohete se apagar automticamente despus de dos segundos. Cuando el trineo deje de moverse, haz clic en el botn Pause para detener el experimento y dejar de registrar datos. En tu libro de laboratorio, debe aparecer un nuevo vnculo de datos. Registra lo que ocurre al trineo en la tabla de la siguiente pgina.

4. Intentars otros tipos de materiales para el trineo y la mesa para ver cunto tardan en detenerse los trineos en cada caso. Recuerda hacer clic en el botn Reset antes de intentar nuevos materiales. En Parameters Palette (Men de parmetros) elige los materiales bajo la etiqueta Frictions (fricciones). Elige una variedad de diferentes tipos. Para cada ensayo, registra los materiales del trineo y la mesa, la distancia que recorre el trineo hasta que se detiene y el tiempo que tarda en detenerse el trineo en la tabla siguiente. Si el trineo alcanza el extremo de la mesa, el experimento se detendr automticamente. Haz doble clic junto a cada vnculo en el libro de laboratorio para etiquetar el vnculo con los materiales.

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Aceleraci

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Material del trineo Material de la mesaDistancia de

deslizamiento (m)

Tiempo de deslizamiento

(s)

Madera Plstico

Anlisis y conclusiones1. Graficacin En la retcula siguiente, grafica la posicin contra el tiempo para cada uno de los cinco

experimentos diferentes. Usa los datos encontrados en los vnculos de datos guardados en tu libro de laboratorio. Ubica en el eje horizontal el Tiempo (s) y en el eje vertical la Distancia (m). Usa un color diferente para cada grfica. Necesitars escalas apropiadas para las grficas y as ajustar tus datos. Identifica en las grficas el lugar donde el cohete termin de actuar.

2. Interpretacin de datos Conforme aumenta la friccin, qu ocurre con la forma de las grficas posicin contra tiempo durante el intervalo de disparo? Explica por qu.

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3. Qu ocurre con las formas de las grficas posicin contra tiempo despus de que el cohete se apaga? Recuerda que la pendiente de una grfica posicin contra tiempo representa la velocidad del objeto.

4. Aplicacin de conceptos Qu fuerzas actan sobre el trineo a lo largo del experimento? Menciona las fuerzas que actan sobre l en las diferentes etapas del movimiento.

5. Graficacin Ahora grafica velocidad contra tiempo para cada uno de los cinco diferentes experimentos. Usa los valores v_tot que se encuentran en los vnculos de datos guardados en tu libro de laboratorio. Coloca en el eje horizontal el Tiempo (s) y en el eje vertical Velocidad (m/s). Usa los mismos colores que usaste en las grficas de posicin. Identifica en las grficas el lugar donde el cohete termin de actuar.

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Aceleraci

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6. Interpretacin de grf icas Qu dicen las formas de las grficas velocidad-tiempo acerca de la aceleracin a lo largo del experimento? La aceleracin es constante o cambia? Dnde ves aceleracin positiva y dnde desaceleracin?

7. Aplicacin de conceptos Qu crees que ocurrira si repitieras el mismo experimento con un trineo ms masivo?

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46 Laboratorio 34

Laboratorio 13: El trabajo de los egipcios

PropsitoComparar la cantidad de trabajo necesario para levantar 50 m un bloque de cemento, con la cantidad de trabajo y potencia necesarios para empujar el mismo bloque por una rampa.

AntecedentesLos egipcios fueron capaces de construir enormes pirmides debido a su comprensin del potencial del plano inclinado. Puesto que los egipcios estuvieron limitados a la fuerza humana para mover cada bloque de piedra, usaron rampas como mquinas. Sin una comprensin de las mquinas simples, la fuerza humana sola no poda mover o levantar los bloques de piedra, algunos con un peso promedio de 2.5 toneladas, que se usaron para construir las pirmides. En este laboratorio aprenders la relacin entre trabajo, potencia y el valor, incluso, de las mquinas simples.

HabilidadesInterpretacin de datos, deduccin de conclusiones, inferencia.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona The Work of the Egyptians (El trabajo de los egipcios) de la

lista de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica. Nota que el laboratorio se configurar con un trineo en el fondo de la pantalla y unido al trineo habr un cohete que se usa para empujar el trineo arriba en el aire.

2. Primero empujars el trineo recto hacia arriba en el aire y medirs la fuerza que necesita para levantarlo. Luego empujars el trineo por una rampa y medirs las diferentes fuerzas que se necesitan para moverlo por rampas de diferentes ngulos.

3. La masa del trineo es de 50 kg. Cul es el peso del trineo? Recuerda: peso = masa aceleracin debida a la gravedad. Aceleracin debida a la gravedad: 9.8 m/s2.

Peso del trineo =

4. Determina la menor cantidad de fuerza necesaria para levantar el trineo 50 m. Cambia la cantidad de fuerza hasta que tengas la mnima fuerza necesaria para empujar el trineo hasta lo alto de la pantalla, que tiene 50 m de alto. Haz clic en el botn Force para activar el cohete para cada ensayo. Observa la pantalla Y en el fondo y detn cuando el trineo alcance 50 m. Si tienes demasiada o muy poca fuerza, entonces usa el botn Reset para reiniciar y usa la paleta Parameters para aumentar o reducir la fuerza para el siguiente ensayo. Registra la cantidad aproximada de tiempo que tard el trineo en alcanzar la parte superior. Puedes usar los botones Time Acceleration (Aceleracin de tiempo) para acelerar el tiempo y llegar ms rpido a la parte superior. Haz clic en los signos + o en la pantalla aceleracin.

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Mnima fuerza de empuje Tiempo para llegar arriba

5. Ahora encuentra la fuerza mnima necesaria para empujar el trineo a la misma altura usando rampas de diferentes ngulos. Nota que la mesa est hecha de cemento y el trineo est hecho de cemento. Empujars el trineo con diferentes cantidades de fuerza y lo observars deslizarse por la rampa.

Inferencia Si el ngulo de la rampa cambia, qu debe cambiar para que el trineo llegue a la misma altura que antes (50 m)?

6. Arrastra el icono Ramp (rampa) hacia la bandeja en la parte superior de la pantalla en el rea de experimento. Tira tambin del icono friccin (la rampa con un icono trineo ya en ella). Usa la seccin Ramp en Parameters para cambiar el ngulo de la rampa y la longitud como se indica en la tabla siguiente. (Ya completaste la primera fila en el experimento.) Para encontrar la fuerza necesaria para empujar el trineo hasta la parte superior, toma el trineo y arrstralo al fondo de la rampa, donde Y = 0. Despus de cada intento, usa el botn Reset y haz los cambios necesarios antes de comenzar tu siguiente ensayo. Completa la tabla de datos 1 usando la misma tcnica que en los pasos 5 y 6.

Tabla de datos 1

ngulo de rampa Longitud de rampa (m) Fuerza (N)

90 50 49160 57.7445 70.7130 10010 287.94

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7. Calcula el trabajo y la potencia requeridos para mover el trineo para cada rampa. Usa la tabla de datos 2 para calcular el trabajo para cada rampa. Recuerda las ecuaciones para trabajo = fuerza desplazamiento.

Tabla de datos 2

ngulo de rampa Fuerza (N)Longitud de rampa (m)

Trabajo (J)

90 5060 57.7445 70.7130 10010 287.94

Anlisis y conclusiones 8. Recuerda Por qu necesitas cambiar la longitud de la rampa para rampas de diferentes ngulos?

9. Anl isis Cmo cambia la fuerza de empuje cuando cambia el ngulo de la rampa?

10. Anl isis Cmo el cambio en la distancia que debes empujar el trineo afecta el trabajo requerido?

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11. Si tuvieras que ayudar a los egipcios a construir una pirmide, explica cul rampa usaras y por qu querras que la usaran.

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50 Laboratorio 35

Laboratorio 14: El elevador que cae

PropsitoDeterminar y analizar la cantidad de fuerza necesaria para llevar un elevador a cierta altura y relacionar el trabajo y la potencia del sistema de poleas.

AntecedentesLos rascacielos son vitales para las economas de las grandes ciudades donde existen reas limitadas para construir. Apilar pisos, como se ve en las grandes construcciones y rascacielos, ahorra espacio y permite ms reas de oficinas o habitaciones. Sin embargo, estos altos edificios seran imprcticos sin elevadores. Los elevadores posibilitan el transporte de personas rpida y fcilmente a todos los pisos. El elevador de cable, que usa una polea, es el ms popular en la actualidad.

HabilidadesPrediccin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Falling Elevator (El elevador que cae) de la lista de tareas.

Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con un trineo ubicado en el fondo de la pantalla. El trineo representa

al elevador. En la base del trineo est unido un cohete. Usars el cohete para acelerar el elevador a la altura designada. Calcula la altura en metros al estimar que cada piso del rascacielos mide aproximadamente 12 pies de alto. Nota que 1 m es aproximadamente 3 pies.

3. Haz clic en el botn Force para activar la fuerza del cohete y observa el deslizador acelerar en el aire. Ahora cambia la cantidad de fuerza para encontrar un rango de segundos que tomara elevar el elevador. Primero haz clic en el botn Reset para reiniciar el laboratorio, luego abre Parameters Palette al hacer clic sobre el botn Parameters. Bajo la seccin Force vers un cuadro de texto donde puedes ingresar diferentes valores para la fuerza. Aumenta o disminuye la cantidad de fuerza para empujar el elevador. Despus de cambiar el valor de la fuerza, necesitas hacer clic en alguna otra parte de la paleta, o clic en Enter. Encuentra la fuerza ms pequea que levantar al elevador. Registra tus ensayos de fuerza en la tabla de datos 1. Incluye tambin el tiempo que tom cada ensayo. Usa 0 en el recuadro tiempo para indicar si la fuerza fue muy pequea para levantar al elevador.

4. La masa del trineo representa un elevador con capacidad completa tpica, que es de aproximadamente 3,000 kg.

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Tabla de datos 1

Masa (kg)Altura

(nmero de pisos)

Altura (en metros)

Fuerza (N)

Tiempo (s)

3000 203000 203000 203000 203000 20

Prediccin Cul sera la fuerza requerida si cambias la masa a la mitad de la capacidad, que sera como si el elevador estuviera medio lleno?

5. Cambia la masa del trineo, primero haz clic en el botn Reset y luego abre Parameters Palette y abre la seccin Object (objeto). Cambia la masa a 1,500 kg y luego vuelve a correr el experimento para esta nueva masa siguiendo el procedimiento descrito en el paso 3. Registra tus nuevos valores en la tabla de datos 2.

Tabla de datos 2

Masa (kg)Altura

(nmero de pisos)

Fuerza (N) Tiempo (s)

1500 201500 201500 201500 201500 20

6. Determina el trabajo y la potencia requeridos para elevadores llenos y medio llenos. Usa los datos de tus ensayos que usaron fuerzas pequeas. Recuerda que trabajo = fuerza desplazamiento y potencia = trabajo/tiempo. Si alguno de tus clculos tom suficiente tiempo para que resultara en minutos, recuerda convertirlo a segundos.

TRABAJO Fuerza (N) Distancia (m) Trabajo (J)

Elevador lleno

Medio lleno

POTENCIA Trabajo (J) Tiempo (s) Potencia (W)

Elevador lleno

Medio lleno

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Anlisis y conclusiones 7. Cul elevador requiri ms trabajo para moverse? Por qu?

8. Cmo las poleas pueden ayudar a reducir la cantidad de potencia requerida?

9. Piensa en los tres tipos de poleas. Por qu no usaras una sola polea fija para levantar un elevador?

10. Con la tabla que muestra ejemplos de potencias en caballos de fuerza relacionados con objetos, explica por qu hay un lmite para la carga mxima que un elevador puede transportar. Un caballo de fuerza es aproximadamente igual a 750 watts.

Watts Caballo de fuerza Ejemplo

0-5000 0-6.7 Podadora5001-10000 6.7-13.4 Bicicleta con motor

elctrico

10001-15000 13.4-20.1 Podadora montable15001-20000 20.1-26.8 Pequeo compresor

de aire

20001-30000 26.8-40.2 Pequeo bote de motor30001-40000 40.2-53.6 Calentador de agua40001-50000 53.6-67 Gran compresor de aire

50001-100000 68-134 Motor de automvil pequeo

100001-500000 134-670 Vehculos todoterreno+500000 670 Aeroplanos

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Laboratorio 15: Energa potencial a energa cintica

PropsitoEstudiar la conversin de energa potencial a energa cintica mediante la observacin del movimiento de un objeto sobre una rampa.

AntecedentesLa conversin de energa potencial en energa cintica es un proceso que se observa a lo largo de la vida diaria. Cada vez que un objeto cae desde cualquier altura y acelera mientras cae al suelo, observas una transformacin de energa.

HabilidadesPrediccin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Potencial Energy to Kinetic Energy (Energa potencial a

energa cintica) de la lista de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con un trineo sobre una rampa y con la atraccin gravitacional

verticalmente hacia abajo. La superficie no tiene friccin. Liberars el trineo desde diferentes alturas y lo observars deslizar hacia abajo de la rampa. Cada vez que hagas esto, haciendo algunos cambios, lo llamaremos un evento (de ese experimento). Medirs la rapidez del trineo en la base de la rampa y usars ese dato para calcular la energa cintica.

3. Prediccin Sobre la rampa, dnde crees que el trineo tenga la mayor energa total? En la parte superior, en algn lugar en medio de la pendiente o en el fondo, donde el trineo se mueve ms rpido?

4. Medirs la altura del trineo y la rapidez del mismo cuando golpee el fondo. En la tabla de datos 1 registra la altura Y del trineo, que se encuentra en el lado izquierdo de la tabla de datos, en el fondo de la pantalla junto a Y. Haz clic en el botn rojo Start en el panel Experiment Control (Control del experimento) para liberar el trineo. ste se deslizar hacia el fondo de la rampa y explotar cuando golpee el fondo. Registra la velocidad total que se encuentra en la pantalla junto a Vtot.

5. Ahora repite el experimento cuatro veces ms, y ubica el trineo en un lugar diferente cada vez. Haz clic en el botn azul Reset para regresar el trineo a la parte superior de la rampa. Haz clic sobre el trineo y muvelo sobre la rampa hacia una altura diferente. Recuerda registrar la altura Y en la tabla y luego ponlo a deslizar con clic en Start. Registra la velocidad total en la tabla de datos 1 despus de cada carrera.

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Tabla de datos 1

Altura del trineo (Y) (m)

Rapidez en el fondo (Vtot )

(m/s)

Energa potencial inicial (J)

Energa cintica final

(J)

6. Para calcular la energa potencial del trineo, necesitas conocer su masa. Haz clic en Parameters y selecciona Objects para encontrar la masa del objeto. La energa potencial gravitacional se calcula con la siguiente frmula: EP = mgh, donde m es la masa del objeto en kilogramos, g es la constante gravitacional = 9.8 m/s2, y h es la altura del objeto en metros. Calcula y registra en la tabla la energa potencial inicial del objeto para los cinco casos que intentaste.

7. Ahora calcula la energa cintica del objeto al final de la rampa. La energa cintica se calcula al conocer la masa del objeto y la velocidad. EC = mv2, donde m es la masa del objeto en kilogramos y v es la velocidad, o rapidez, del objeto. Calcula y registra en la tabla la energa cintica final del objeto en los cinco casos que intentaste.

8. Interpretacin de datos Qu notas acerca de las cantidades que acabas de calcular para la energa potencial inicial y la energa cintica final?

9. Ahora mide la energa del trineo a lo largo del curso de un evento. Reinicia el experimento y, en la tabla de datos 2, registra la altura inicial del trineo y su rapidez como se explic en el paso 5. Pon el trineo en movimiento sobre la rampa y, en algn lugar en medio de la rampa, haz clic en Pause y registra la altura Y y la rapidez. De nuevo pon a deslizar el trineo hasta el fondo de la rampa. Registra nuevamente la altura Y y la rapidez en la tabla.

10. Calcula la energa potencial y la energa cintica en cada paso, como se explic en los pasos 6 y 7.Tabla de datos 2

Altura del trineo (Y) (m)

Rapidez (Vr) (m/s)

Energa potencial (J)

Energa cintica (J)

Inicial

En medio

Fondo

11. La rampa se estableci en un ngulo de 45 grados para todos los experimentos previos. Ahora cambiars el ngulo de la rampa y medirs la energa del trineo cuando se libere sobre diferentes pendientes de rampa. Reinicia el experimento.

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12. Puedes copiar tu primera fila de valores de la tabla de datos 1 en la primera fila de la tabla de datos 3. Ahora, en la seccin Parameters Ramp (parmetros de rampa), cambia el ngulo de la rampa al siguiente ngulo mencionado en la tabla y mueve el trineo por la rampa a la misma altura Y que tena en la primera corrida. Haz clic en Start para correr el experimento y registra la rapidez en el fondo, como se describi en el paso 4. Calcula la energa cintica para dicho evento. Reinicia el experimento y cambia de nuevo la rampa al siguiente ngulo mencionado. Repite el experimento como se describi anteriormente. Si es necesario, aumenta la longitud de la rampa para poder colocar el trineo a la misma altura inicial.

Tabla de datos 3

ngulo de rampaAltura del

trineo (Y) (m)Rapidez en el

fondo (Vr) (m/s)Energa

cintica (J)

45

60

15

Tu eleccin:_____

Anlisis y conclusiones1. Anl isis Cmo cambia la energa cintica al cambiar el ngulo?

2. Anl isis Cmo cambia la energa cintica a lo largo del curso del deslizamiento por la rampa? Cmo cambia la energa total (cintica ms potencial) a lo largo del evento?

3. A dnde va generalmente la energa que se pierde conforme los objetos se mueven en la vida real?

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56 Laboratorio 31

Laboratorio 16: Conservacin de la cantidad de movimiento

PropsitoDescubrir qu ocurre con la cantidad de movimiento total cuando colisionan objetos.

AntecedentesEs posible que hayas pensado en la conservacin como en algo que se relaciona con cunta agua o gas usas. Pero conservacin tambin significa que las condiciones antes y despus de un evento no cambian. La conservacin de la cantidad de movimiento significa que la cantidad de movimiento total de cualquier grupo de objetos antes de un evento es igual despus del mismo. No se gana ni se pierde cantidad de movimiento. Aunque las colisiones pueden ser elsticas o inelsticas, e incluso si algunos objetos rebotan con mayor velocidad con la que comenzaron, la energa realmente se conserva y la cantidad de movimiento total permanece constante.

HabilidadesGraficacin, interpretacin de datos, deduccin de conclusiones, realizacin de generalizaciones.

Procedimiento1. Inicia el programa simulador y selecciona Conservation of Momentum (Conservacin de cantidad de

movimiento) de la lista de tareas. Se abrir el laboratorio de Mecnica.2. El laboratorio se configurar con dos bolas (que a partir de ahora denominaremos objetos)

de la misma masa sobre una mesa. Realizars tres experimentos para observar la cantidad de movimiento del sistema (que es igual a masa por velocidad) al observar la cantidad de movimiento de cada objeto dentro del sistema.

3. Ensayo 1: Dos objetos en movimiento Las masas de los objetos son las mismas. Las velocidades de los objetos son las mismas en magnitud pero opuestas en direccin, una hacia otra. Los objetos estn separados 10 metros. Haz clic en el botn Start para observar el choque de los objetos. Haz clic en el botn Pause algunos segundos despus de que rebotan mutuamente. Registra la velocidad final de cada objeto en la tabla de datos 1 usando los datos del panel de la pantalla. Puedes mostrar la velocidad del segundo objeto al dar clic sobre el mismo, o clic sobre las flechas Tracking en la esquina inferior derecha de la pantalla para cambiar la presentacin.

Tabla de datos 1

Ensayo 1 Masa (kg)Velocidad

antes (m/s)

Velocidad despus

(m/s)

Cantidad de movimiento

antes (masa velocidadantes)

Cantidad de movimiento

despus (masa velocidaddespus)

Bola 1 10 10Bola 2 10 10

Cantidad de movi