Fisica Diferencial: Fuerza de gravedad parte 1.

 

Objetivo: Descubrir cómo interactúan la masa de dos objetos y la distancia entre ellos para generar la fuerza de atracción gravitacional.

Usa la simulación: https://phet.colorado.edu/es/simulations/gravity-force-lab

Fase 1: Exploración Libre (5-10 minutos)

Antes de medir nada, deja que los estudiantes jueguen con la simulación.

• Instrucción: Abre la simulación. Mueve a los "monigotes" (los personajes que empujan las esferas), cambia los valores de las masas y observa qué sucede con las flechas rojas y los números en la parte superior.

• Responde en tu cuaderno: ¿Qué crees que representan las flechas negras? ¿Por qué siempre apuntan una hacia la otra? (1 décima por esta respuesta completa)

Fase 2: La Relación entre Masa y Fuerza (15 minutos)

En esta etapa, aislarán la variable de la masa. Instrucciones

• 1. Coloca la Masa 1en la posición de 0 m y la Masa 2 en la posición de 4 m. No muevas la distancia durante esta fase

• 2. Fija la Masa 1 en 100 kg.

• 3. Varía la Masa 2 según la tabla y anota la fuerza gravitacional que aparece en la pantalla.

• Tabla de Datos 1 (1 décima por esta tabla completa)

Análisis: (1 décima por estas respuestas completas)  a) ¿Qué sucede con la fuerza cuando la Masa 2 se duplica (de 100 kg a 200 kg)?

b) ¿Cómo describirías la relación entre la masa de los objetos y la fuerza de gravedad (es directa o inversa)?

Fase 3: La Relación entre Distancia y Fuerza (15 minutos)

Ahora aislarán la variable de la distancia, lo cual suele ser lo más sorprendente para los estudiantes debido a la ley de la inversa del cuadrado.

• Instrucción:

1. Fija ambas masas, m_1 y m_2, en 500 kg. No cambies las masas durante esta fase.

2. Comienza colocando las masas a una distancia de 2 m entre sus centros.

3. Ve alejando la Masa 2 según la tabla y registra la fuerza. (1 décima por esta tabla completa)

• Análisis: (1 décima por estas respuestas completas)

• a)¿Qué pasa con la fuerza cuando la distancia se duplica (de 2 km a 4 km)? ¿Se reduce a la mitad o disminuye aún más?

• b) Si alejas los objetos, ¿la fuerza de gravedad alguna vez llegará a ser exactamente cero? Explica tu razonamiento.

Fase 4: El Desafío Final (Síntesis) (1 décima por estas respuestas completas)

• Situación problema: Tienes dos planetas. El Planeta A tiene el doble de masa que el Planeta B. ¿El Planeta A tira del Planeta B con más fuerza de la que el Planeta B tira del Planeta A? Configura esta situación en el simulador para comprobar tu respuesta y explica lo que descubriste basándote en la Tercera Ley de Newton (Acción y Reacción).