Tercera ley de Newton: Laboratorio de física

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Tercera ley de Newton

Si empuja su escritorio hacia abajo, está aplicando una fuerza al escritorio, y el escritorio le está aplicando una fuerza igual pero opuesta. Pero si eso es cierto, ¿por qué se mueve algo? ¡Investiguemos!

Pasos del laboratorio de física

Tenga en cuenta que es importante tener cuidado al completar este laboratorio de física. Crearemos una reacción química y enviaremos un corcho a volar por el aire. Debe asegurarse de que el corcho no apunte en la dirección de un ser humano (¡incluido usted mismo!).

Para este laboratorio de física, necesitará:

Una botella de vino
Un corcho razonablemente intacto
Bicarbonato de sodio
Vinagre
Una toalla de papel
Un coche de juguete GRANDE
Cinta adhesiva
Y, una superficie plana y larga, como un camino de entrada

Paso 1: Sujete la botella de vino a la parte superior del carro de juguete con cinta adhesiva. El cuello de la botella debe apuntar hacia la parte trasera del automóvil. Mide la masa de tu artilugio y anótala. Mide también la masa del corcho.

Paso 2: Mide suficiente vinagre para llenar unos centímetros de la botella y luego anota la masa del vinagre. Luego vierte esos pocos centímetros de vinagre en la botella.

Paso 3: Coloca unas toallas de papel en el cuello de la botella. Deben mantenerse en su lugar, pero no demasiado apretados.

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Paso 4: Llena el resto del cuello de la botella con bicarbonato de sodio y cierra la botella con un corcho.

Paso 5: golpea la botella en el suelo con la fuerza suficiente para que el fajo de papel caiga dentro de la botella y agítala para hacer que el vinagre y el bicarbonato de sodio se mezclen.

Paso 6: déjelo en el camino de entrada, pero tenga MUCHO CUIDADO y asegúrese de que el corcho no apunte hacia nadie.

Paso 7: Siéntese y observe.

En este punto, si aún no lo ha hecho, debe pausar el video para completar el experimento y anotar sus observaciones. Luego discutiremos los resultados esperados.

Observaciones y conclusiones

Bien, ahora que hemos completado el laboratorio, hablemos de los resultados. ¿Qué observaste en el experimento?

Debería haber visto el corcho expulsado, expulsado por el gas creado en la reacción entre el vinagre y el bicarbonato de sodio. El corcho se habrá disparado en un sentido y provocó que el coche dispare en el otro sentido. Cuando se hace bien, el automóvil puede haberse movido hasta cinco pies y el corcho alrededor de 10-20 pies.

Esto sucede debido a la tercera ley de Newton. Las fuerzas internas del automóvil aplicaron una fuerza al corcho, por lo que el corcho también debe aplicar una fuerza igual pero opuesta sobre el automóvil. Pero si las fuerzas son iguales y opuestas, ¿por qué el corcho llega tan lejos y el automóvil se mueve tan poco?

Eche un vistazo a sus medidas de masa. El corcho tiene una masa mucho menor que el automóvil. Si tomamos la segunda ley de Newton en forma de ecuación, F = ma , vemos que una fuerza es igual a una masa multiplicada por una aceleración. La masa del automóvil era GRANDE y, según sus observaciones de su movimiento, la aceleración debe haber sido PEQUEÑA. Pero la masa del corcho era realmente PEQUEÑA y su aceleración GRANDE. Las dos fuerzas, F , son iguales entre sí. Una pequeña m veces una gran una es igual a un gran m veces a la pequeña a . Así es como las fuerzas son iguales.

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Resumen de la lección

La tercera ley de Newton nos dice que si el cuerpo A ejerce una fuerza sobre el cuerpo B, el cuerpo B ejerce una fuerza igual pero opuesta sobre el cuerpo A. O en otras palabras, cada acción tiene una reacción igual pero opuesta. Esto puede ser un poco confuso, porque cuando empuja un carrito de compras, el carrito se mueve. Sin embargo, si las fuerzas son iguales y opuestas, es fácil imaginar que nada se movería jamás. El carrito de la compra te empujaría con la misma fuerza.

Para investigar esto, completamos un laboratorio de física que involucró atar una botella de vino a la parte trasera de un gran auto de juguete. Se creó una reacción dentro de la botella de vino, lo que provocó que el corcho saliera. El corcho se movió en una dirección porque se le aplicó una fuerza, pero se aplicó una fuerza igual pero opuesta al automóvil, haciéndolo moverse en la otra dirección. Si no fuera por la fricción, el automóvil se habría movido aún más de lo que lo hizo. Pero incluso sin fricción, el corcho siempre se movería más lejos que el automóvil. Esto se debe a que el automóvil tiene una masa mucho mayor. Sabemos por la segunda ley de Newton que F = ma . Entonces, una gran masa que experimenta una pequeña aceleración y una pequeña masa que experimenta una gran aceleración se pueden crear exactamente con la misma cantidad de fuerza. Y es por eso que el corcho se movió más lejos que el automóvil.

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