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Aporrea una pila

Science Snack
Aporrea una pila
Investiga a prueba de golpes la primera ley de Newton.
Aporrea una pila
Investiga a prueba de golpes la primera ley de Newton.

Una simple pila de bloques de madera demuestra que un objeto en reposo permanecerá en reposo al menos que una fuerza haga que se mueva.


Temas: Física, Mecánica

Palabras clave: inercia, las leyes de Newton, fuerza, español

Herramientas y materiales
  • cinco o seis bloques de madera, cada uno aproximadamente de 5 pulgadas (13 centímetros) de largo, cortados de una madera relativamente lisa de 2 x 4 pulgadas (5 x 10 centímetros)

  • un pedazo de tubo de PVC delgado o un metro de madera o metal
Montaje del experimento

Apila los bloques cuidadosamente, con la superficie grande paralela a la mesa y los costados largos frente a ti.

Haz y observa

Sostén el metro, el tubo delgado de PVC u otra “porra” adecuada, en paralelo a la mesa cerca de la pila de bloques. Con firmeza y rapidez, golpea tu pila de un lado a otro justo por encima de la mesa; con cada golpe, aporrea otro bloque desde abajo hacia arriba de la pila. Precaución: tus bloques saldrán volando, ¡así que asegúrate de que no haya nadie o nada cerca que se pueda golpear!

¿Qué sucede cuando aporreas el bloque inferior de la pila? El resto de la pila esencialmente debería caer directamente sobre la mesa.

¿Qué está sucediendo?

Cuando el bloque inferior es golpeado por la fuerza de la “porra”, el resto de la pila se resiste a mover horizontalmente junto con él. Esto se debe a un fenómeno llamado inercia, una resistencia al cambio de movimiento. La inercia es el tema de la primera ley de movimiento de Isaac Newton: un objeto permanece en reposo o en movimiento uniforme en línea recta, al menos que se vea obligado a cambiar su estado de movimiento por las fuerzas que actúan sobre él.

La masa es una medida de inercia, como se muestra en la segunda ley de Newton: fuerza = masa x aceleración. En otras palabras, cuanto más masivo algo es, más difícil es empujarlo o jalarlo para cambiar su estado de movimiento. La pila de bloques es bastante masiva, por lo que tiene bastante inercia.

Sin embargo, puedes notar que la pila se mueve levemente en forma horizontal, especialmente a medida que la pila se hace más pequeña y, por lo tanto, tiene menos inercia. Esto se debe a que hay una fuerza de fricción entre el bloque inferior y la pila que está sobre él. Si pudiéramos desactivar la fricción, la pila no se movería de lado a lado en absoluto.

La pila no se queda en el aire, por supuesto, sino que cae sobre la mesa. Eso se debe a una fuerza diferente, la fuerza de la gravedad. (Pero esto ya lo sabías, ¿verdad?)