Unidad 2.1.1

El experimento de Galileo

Referencia curricular

Propósito

El interactivo permite que el alumno descubra mediante El experimento de Galileo que, en ausencia de fricción, un cuerpo no requiere una fuerza para mantener el estado de movimiento rectilíneo uniforme. Lo anterior se cumple a través de la manipulación de variables de interés como la inclinación de la segunda rampa, que lleva al móvil a recorrer mayor distancia conforme dicha inclinación disminuye; hasta que, cuando la pendiente tiene un valor de cero, es decir, queda totalmente horizontal, el móvil continúa indefinidamente en movimiento rectilíneo uniforme, asumiendo siempre que no hay fricción.

Instrucciones generales

1. El experimento de Galileo

Cuando accede al interactivo aparece una pantalla como la siguiente:

En la siguiente imagen se describen brevemente los componentes del interactivo:

1. Controles de Inicio/Pausa, Reinicio, Inclinación y visualización de datos (altura de la pelota y distancia recorrida por la misma).
2. Panel de datos que muestra la altura de la pelota y la distancia recorrida por ella.
3. Miniatura del recorrido de la pelota, útil cuando la pendiente de la segunda rampa disminuye y la pelota sale de pantalla. Nota: Sólo aparece cuando la pendiente del segundo plano disminuye.
4. Área de preguntas.

Para cambiar la pendiente del segundo plano, pulse los botones de "Inclinación", ya que obtenga el ángulo deseado, pulse el botón de "Inicio" para comenzar el recorrido de la pelota. Observe a qué altura llega.

Puede detener el recorrido en cualquier momento con el botón de pausa.

Si lo desea, puede reiniciar el recorrido con una nueva pendiente, presionando el botón "Reiniciar", y observar que la bola llegará a la misma altura, independientemente de cuánta distancia recorra. Si desea ocultar los datos, puede hacerlo presionando el botón "Ocultar datos".

Intente con diferentes pendientes.

Cuando la pendiente de la segunda rampa es nula, es muy importante observar que la pelota seguirá su movimiento sin parar, pues suponemos que no hay fricción.

Sugerencias didácticas

Eje temático: Bloque II. Las fuerzas: la explicación de los cambios.

Tema: El cambio y las interacciones.

Subtema: Las fuerzas son necesarias para cambiar el estado de movimiento o de reposo de los cuerpos.

Destrezas científicas: Comparar la visión aristotélica y la galileana de las causas del movimiento, donde Aristóteles propone que los cuerpos tienden a moverse hacia el lugar que les corresponde y cuando llegan a él, quedan en reposo, y Galileo demuestra, mediante un experimento como el que se trabaja en este recurso, que todo movimiento requiere de la intervención de una fuerza, excepto en el caso del movimiento rectilíneo uniforme, el cual es el estado de movimiento natural de los cuerpos y no necesita la acción de una fuerza.

Conocimientos previos: En primaria se aborda el movimiento y sus causas desde el punto de vista de la energía mecánica, pero no a través del concepto de fuerza.

Ideas previas: La noción más común se relaciona con la visión de Aristóteles, en cuanto a que es necesario que se aplique una fuerza continuamente para mantener un movimiento. Aunque los alumnos han experimentado con la fricción de diversas maneras, no están en posibilidades de conceptualizarla como una fuerza que se oponga al movimiento. Con El experimento de Galileo, se puede inferir que, en ausencia de fricción, el móvil (en este caso, una pelota) alcanzará la altura inicial en la segunda rampa. Conforme el ángulo de dicha rampa disminuya, la distancia horizontal recorrida será mayor, hasta el caso extremo en donde el ángulo sea igual a cero. Cuando esto ocurre, el móvil recorre una distancia horizontal infinita, es decir, se mueve en línea recta con rapidez constante. Este movimiento rectilíneo uniforme no está sujeto a fuerza alguna que mantenga ese movimiento.

Estrategias didácticas:

Galileo consideró dos planos inclinados y un objeto que se desliza por ellos, sin fricción. En los dos primeros casos, el móvil alcanza la misma altura al subir por el segundo plano, sólo que recorre más distancia conforme decrece la inclinación del segundo plano. En el caso extremo de que el segundo plano quede horizontal, el objeto se moverá indefinidamente en línea recta a velocidad constante. Con este razonamiento, Galileo estableció que los cuerpos tienden a conservar su estado de movimiento mientras una fuerza externa no lo modifique.

Pida a los alumnos que modifiquen la inclinación de la segunda rampa y que observen lo que sucede. En especial, es importante que se fijen en la distancia total recorrida por el móvil conforme disminuye el ángulo de inclinación de la segunda rampa, y en cómo cambia la velocidad, la cual se debe mantener constante cuando esté deslizándose en el plano horizontal.

Créditos

Autor
Carlos Alberto Jaimes Vergara

Propuesta de contenido
Helena Lluis Arroyo

Adaptación a DescartesJS: Juan Gmo. Rivera Berrío y José R. Galo Sánchez (2016)

Sus contenidos se distribuyen bajo una licencia de Creative Commons by-nc-sa. 
La unidad utiliza Descartes que es software libre.