Actividad: Demostración de la Tercera Ley de Newton con Carritos y Resortes
Objetivo: Observar y comprobar experimentalmente que para cada acción existe una reacción igual y opuesta (Tercera Ley de Newton).
Fundamento Teórico
La Tercera Ley de Newton postula que las fuerzas siempre ocurren en pares. Si un objeto A ejerce una fuerza sobre un objeto B (la acción ), entonces el objeto B ejercerá una fuerza de igual magnitud y en sentido contrario sobre el objeto A (la reacción ). Es crucial entender que estas dos fuerzas, aunque iguales y opuestas, actúan sobre cuerpos diferentes , por lo que no se anulan mutuamente.
Materiales:
2 carritos de juguete ligeros (pueden ser carros de fricción, patinetas pequeñas o incluso tablas con ruedas de monopatín). Es importante que sean lo más parecidos posibles en masa y que rueden libremente.
1 resorte de compresión (un resorte de bolígrafo grande puede funcionar, o un resorte de ferretería pequeño).
Cinta adhesiva o mascarilla.
Superficie lisa y horizontal (una mesa grande, un piso liso).
Regla o cinta métrica (opcional, para mediciones más precisas).
Procedimiento
Prepara los carritos:
Fija uno de los extremos del recurso al frente del Carrito 1 usando cinta adhesiva o masilla. Asegúrate de quede bien sujeto y apunte hacia adelante.
Verifique que ambos carritos rueden libremente sin obstáculos.
Configurar el experimento:
Coloque los dos carritos en la superficie lisa y horizontal.
Posiciona el Carrito 1 y el Carrito 2 uno frente al otro, en línea recta. El extremo libre del recurso del Carrito 1 debe estar en contacto con la parte frontal del Carrito 2.
Crea la acción:
Comprima el resorte empujando suavemente el Carrito 2 hacia el Carrito 1 . Mantenga los carritos juntos con el resorte comprimido. Asegúrese de que ambos carritos estén inicialmente en reposo .
Libera y observa:
Simultáneamente , suelte ambos carritos. ¡Presta mucha atención a lo que sucede!
Observaciones Esperadas y Análisis
Movimiento de los carritos: Debes observar que ambos carritos se mueven en direcciones opuestas , alejándose el uno del otro.
Fuerzas involucradas:
El resorte ejerce una fuerza de empuje sobre el Carrito 1 hacia la izquierda (acción).
Al mismo tiempo, el resorte ejerce una fuerza de empuje de igual magnitud y en dirección opuesta (hacia la derecha) sobre el Carrito 2 (reacción).
Velocidad y distancia (si las masas son iguales): Si ambos carritos tienen masas muy similares, se acelerarán de forma comparable y, por lo tanto, se moverán a velocidades aproximadamente iguales y recorrerán distancias similares (asumiendo fricción mínima).
Fuerzas en diferentes cuerpos: Este experimento ilustra perfectamente que las fuerzas de acción y reacción actúan sobre cuerpos diferentes . La fuerza que mueve el Carrito 1 es ejercida por el Carrito 2 (a través del resorte), y la fuerza que mueve el Carrito 2 es ejercida por el Carrito 1 (a través del resorte). Nunca se anulan porque no actúan sobre el mismo objeto.
Pregunta para reflexionar
¿Qué ocurriría si uno de los carritos fuera mucho más pesado que el otro? ¿Se moverían ambos a la misma velocidad?