En la siguiente actividad Demostrar la relación entre la primera ley de Newton y las colisiones.
Necesitaras los siguientes materiales: 4mts de cordón, 2 carros pequeños de hierro,2 masas de 50grs cada una, bandas plásticas, 2 muñecos pequeños para sentarlos sobre los carros , 2 poleas pequeñas que puedes realizar, dos bloques de madera pequeña.
Procedimientos:
1. Ata 2mts de cordón a cada uno de los extremos de los carritos. Amarra las masas de 50grs al otro extremo de cada uno de los cordones. Fija las poleas al borde de la mesa y tiende sobre ella los cordones, con la masa del piso y los carritos sobre la mesa. Colocar un bloque de madera sobre la mesa y tiende sobre ella los cordones, frente a cada polea.
2. Sienta un muñeco sobre cada carrito. Fija uno de ellos a su carrito con una banda elástica que haga las veces de cinturón de seguridad
3. Hala de los carritos hacia atrás la misma distancia (realiza la medida y la marcas con tiros) y suéltalos para que se aceleren al avanzar hacia el borde de la mesa.
4. Realiza tus observaciones y contesta las siguientes preguntas:
a. ¿Algo detuvo el movimiento del muñeco que no tenia cinturón de seguridad cuando su carrito choco?
b. ¿ que fenómeno explica la situación anterior?
c. ¿ Hubo alguna diferencia en el caso del muñeco que tenia puesto el cinturón de seguridad?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Vamos a explicar cómo las tres leyes de Newton gobiernan lo que ocurre durante una frenada o una colisión. En ambos casos, las personas que van dentro de un vehículo van a perder su velocidad, aunque lo harán a distinto ritmo y, probablemente, habrá distintas consecuencias para su integridad física.
Creemos que merece la pena abordar un tema como éste porque, si se entienden estos conceptos, entonces será fácil entender otros fenómenos que, a priori, podrían parecer complejos.
En primer lugar, para recordar ideas, enunciaremos de forma simplificada las tres leyes de Newton:
Primera Ley de Newton. Establece que un cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento mientras no actúe sobre él ninguna fuerza que haga cambiar ese estado.
Segunda Ley de Newton. Es la que contiene más «miga». Establece la igualdad entre la fuerza, FF que se aplica a un cuerpo de masa mm y el cambio en un tiempo tt de su cantidad de movimiento, pp, siendo la cantidad de movimiento, pp, el producto de su masa, mm, por la velocidad, vv, a la que se mueve.
Por otro lado, no olvidemos que la aceleración, aa, de un cuerpo se define como la variación de su velocidad, vv, en un tiempo tt, es decir:
De esta forma, la Segunda Ley de Newton puede expresarse en su forma más conocida:
Tercera Ley de Newton. Establece que a toda fuerza de acción, le corresponde una fuerza de reacción, de idéntica magnitud pero con sentido opueto. Si A empuja a B con una fuerza FF, B reacciona sdobre A con una fuerza FF. Si yo empujo la pared, la pared me empuja a mi con la misma fuerza.
Ahora, utilizaremos como ejemplo un carro que se mueve con una velocidad de 50 km/h llevando encima un bloque (en rojo) que puede deslizar sin rozamiento. El carro choca contra un muro y se detiene súbitamente. Para poder detener el bloque con mayor suavidad, se dispone sobre el carro un atenuador de impacto (dibujado como una muelle) que se aplasta progresivamente.