Caida programa profesor relato

INVESTIGACIÓN SOBRE LA CAÍDA LIBRE


Una vez hemos avanzado lo suficiente en la construcción de las magnitudes cinemáticas y las leyes de algunos tipos de movimiento1, vamos a realizar un trabajo experimental acerca de un movimiento de particular importancia en la historia de la física: el movimiento de caída de graves. Entendemos por tal el movimiento de un objeto que se suelta sin velocidadinicial a una determinada altura del suelo. Nos planteamos investigar cómo es este movimiento, qué factores pueden influir en el mismo y las leyes cinemáticas que podrían servir para describirlo.

A.1 ¿Qué se puede decir, partiendo de las observaciones y de las experiencias cotidianas, sobre el tipo de movimiento de caída de los cuerpos? Describid cualitativamente este movimiento representandomediante cruces sucesivas posiciones del objeto que cae a intervalos regulares de tiempo.

Comentarios: Los estudiantes representan un movimiento no uniforme, rectilíneo y vertical, mediante un tipo de dibujo como el adjunto. Lo que no queda definitivamente establecido es la cuestión de si la velocidad crece o no regularmente, es decir, si la aceleración es o no constante. Algunos “recuerdan” haberestudiado que “la aceleración era constante”, pero otros apuntan la idea de que “cuanto más cerca esté el objeto del suelo, más lo atrae la Tierra y, en consecuencia, la aceleración debería aumentar durante la caída”.

A.2 Admitiendo que el movimiento de caída libre sea acelerado, plantead hipótesis acerca de los factores que pueden influir en el tiempo de la caída (desde una altura determinada)Comentarios: Una vez fijada la altura, los alumnos centran la atención en los factores que pueden acelerar o frenar al objeto durante la caída y mencionan dos: el rozamiento (este factor se menciona directamente o, de forma indirecta, indicando aspectos como la forma del objeto, el aire,..) y la masa. Respecto de la masa suele ser mayoritaria la opinión de que cuanto mayor sea más rápida será lacaída, si bien algunos estudiantes recuerdan el latiguillo según el cual “todos los cuerpos independientemente de su masa caen con la misma aceleración”. Se trata, sin embargo, en la mayoría de los casos, de un aprendizaje puramente memorístico que no implica que realmente se haya comprendido el problema y no conviene que el profesor se decante en este momento a su favor o en contra.

En cuanto alrozamiento, conviene hacer ver la complejidad que introduce en el problema y la conveniencia de eliminarlo.

A.3 Realizad una experiencia lo más sencilla posible para poner en evidencia la influencia del rozamiento.

Comentarios: Es suficiente dejar caer una hoja de papel abierta para poner en evidencia la enorme influencia que puede tener el rozamiento en la caída, no únicamente, en la duración de lacaída, sino también en el tipo de movimiento, pues, en este caso, deja de ser rectilíneo y vertical. Los objetos caen inmersos en un mar de aire, de tal forma que el movimiento real de caída, estudiado en toda su complejidad, será el de un objeto en el seno de un fluido. No se pretende tanto en esta investigación (aunque sí recogemos el reto que queda planteado como un problema pendiente deabordar en una investigación posterior) por lo que conviene eliminar, en la medida de lo posible, la influencia del rozamiento.

A.4 Precisad lo más posible la hipótesis acerca de la influencia de la masa del objeto en el tiempo de caída.

Comentarios: La hipótesis de la influencia de la masa en el tiempo de caída se fundamenta en que la Tierra atrae más a los objetos cuanto mayor sea su masa. Unargumento que conviene hacer explícito, puesto que de él se deduce que un objeto de doble masa (sobre el cual la Tierra ejerce una fuerza de atracción doble) tendría que caer con doble aceleración y, en consecuencia, tardar la mitad de tiempo en llegar al suelo. Conviene aquí dejar claro que la razón que fundamenta esta hipótesis está bien planteada y que, en efecto, la Tierra atrae más a los...