Caída dentro del agua

Autores:

Manuel Fco. Alonso Sánchez

El experimento comienza filmando el movimiento de caída de la bola dentro de la probeta llena de agua. Un alumno la dejará caer de forma que sea bien visible (por ejemplo, una bola de color gris con la probeta pegada a una pared blanca). El dispositivo experimental incluye también la toma de una medición de altura de referencia que queda registrada en el video (puede ser la altura de la probeta).

El siguiente paso es preparar el video para que se pueda volcar sobre una página de Modellus vacía. Con un programa libre de tratamiento de videos (por ejemplo:Digital Video Converter), se convierte a formato Avi y con otro (por ejemplo, Virtualdub) se corta el pedazo correspondiente a la caída de la bola dentro de la probeta.

Una vez volcado el video en la animación Modellus, usamos  la herramienta de medida que proporciona el programa para obtener de forma aproximada la equivalencia entre pixels y metros (usando el dato conocido de la altura de la probeta). En la ventana reservada al modelo físico-matemático escribimos las ecuaciones teóricas de un movimiento de caída uniforme y en la pantalla de la animación colocamos en la pantalla una bola que evolucionará siguiendo esas ecuaciones. Finalmente, modificando la velocidad de la caída, se busca la concordancia entre el movimiento que predicen las leyes y el movimiento real grabado en el video.

La animación resultante muestra la caída simultánea de la bola real (filmada) y de la bola virtual (atendiendo a las leyes de la física).

El resultado obtenido confirma la hipótesis de un movimiento uniforme, obteniendo un alto grado de correspondencia entre el movimiento de caída real de la bola y el movimiento teórico uniforme. Esto indica que muy poco después de haberse sumergido la bola alcanza la velocidad límite.

¿Qué se pretende demostrar?

Comprobar que el movimiento de caída libre de una bola de plástico sumergida en agua alcanza enseguida la velocidad límite y, desde entonces, es uniforme.

Dirigido a:

Gran público, Educación Secundaria, Bachillerato

Materiales necesarios:

Probeta, bola, Cámara digital sencilla, Programa Modellus (libre), Programa Virtual-Dub (libre), Programa Avistep (libre), pared blanca al fondo.

Enlaces:

Descripción completa y descargar animaciones
Página concreta

Para saber más:

Para ampliar contenidos también recomendamos entrar en las páginas de nuestra Web dedicadas expresamente al movimiento de objetos en el seno de un fluido.

http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Rozamiento-fluido/rozamiento-fluidos.htm

Desde ellas también se accede a numerosas páginas que tratan el tema.

Observaciones:

Es preciso mojar bien la bola antes de sumergirla y soltarla después de haberla sumergido. Si no lo hacemos así es muy probable que el régimen de deslizamiento de la bola dentro del agua sea  turbulento al inicio, dando lugar a un movimiento mucho más complicado hasta que se estabiliza con un movimiento uniforme.

Otros autores

Ana Isabel Aracil Belmonte
Asier Martínez Ferrándiz
María Ortega Ramos
Antonio Rodríguez Ávila