"Caída de cuerpos con fricición variable".

Autor: F. Mandujano y C. Arzate

Este proyecto surge como parte de la discusión de la ley de caída libre y su contraparte en el laborartorio y la vida cotidiana. Al hacer observaciones preliminares es fácil notar que los cuerpos masivos al caer lo hacen siguiendo la ley de caída libre, es decir, la fuerza de fricción que hace el aire sobre el proyectil es muy pequeña, respecto de la fuerza gravitacional, por lo que resulta despreciable. El tiempo de caída de un cuerpo después de haber caído una distancia $h$ es $\sqrt{2h/g}$ así que para una caída de un metro es menos de medio segundo. Esto hace muy difícil observar la diferencia entre la caída de dos cuerpos masivos. Entonces para este problema, por una lado, se propone realizar experimentos en donde se puede variar la presión exterior y, por otro lado, se proponen otro grupo de experimentos en donde se cambian las propiedades del proyectil, de tal manera que se pueda aumentar la fuerza de resistencia.

Planteamiento del problema:

El primer dispositivo consiste de una cámara en donde se puede variar la presión interna con una altura suficientemente grande de manera que el tiempo de observación no sea demasiado corto. En la parte superior de la cámara hay un dispositivo para colocar los proyectiles y dejarlos caer. Inicialmente se construyó un dispositivo preliminar (que se muestra en la figura) de 50 cm de altura. Sin embargo, la distancia efectiva para realizar cualquier medición es muy pequeña, por lo que las diferencias en la caída del cuerpo respecto de la ley de caída libre son muy pequeñas.
El segundo tipo de experimetos propuestos es estudiar el desizamiento sobre planos inclinados. En este caso los experimentos se hacen a presión atmosférica y la idea es modificar el "bloque" para hacer un estudio de las fuerzas de frición. Nótese que en este caso hay dos fuentes de fricción: la fricción con el aire del laboratorio y la fricción entre el carrito deslizante y el riel que es importante caracterizar de forma separada. Esto implica que en este grupo de experimentos será impotante preparar las condiciones experimentales para hacer un estudio sólo de la fricción con el aire y esconder el efecto de fricción con el riel.