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Calculando la gravedad con el móvil

Calculando la gravedad

¿Somos conscientes de que la gravedad no es la misma en todos los sitios del planeta Tierra? 

La gravedad que experimentamos sobre un punto concreto de la superficie de nuestro planeta depende de una combinación de tres factores: nuestra distancia al centro de la Tierra, la densidad del material que tenemos bajo nuestros pies y la fuerza que experimenta ese lugar concreto debido a la rotación del planeta (que es mayor en el ecuador y menor cerca de los polos).  Por tanto, el valor de " g" sufre variaciones locales, que tienen efectos muy pequeños sobre el peso de un objeto.

Politikaner. Tierra (CC BY-SA)

¿Cuál es el valor de la gravedad en el lugar que estamos?, ¿podemos calcularlo?

Tarea

Tiempo:
2 sesiones
Agrupamiento:
En grupo

Nos disponemos a trabajar en grupo. Vamos a realizar un experimento para calcular la aceleración de la gravedad en el lugar en el que estamos y lo haremos utilizando materiales simples como un  teléfono móvil y un ordenador para registrar, observar y analizar el movimiento de un objeto caído.

1. Experimento

Materiales:

  •  Cinta métrica de dos metros 
  •  Cinta adhesiva
  •  Rotulador
  •  Linterna pequeña
  • Toalla, moqueta u otro material suave 
  • Teléfono móvil equipado 
  • Ordenador
  • Lápiz y papel para registrar datos
Gravedad
Elvira González. Gravedad (Dominio público)

Procedimiento:

  1. Pegamos la cinta de medir en una pared plana. La colocamos de manera que la marca de 0 cm esté en la parte superior y el resto cuelgue hacia abajo. 
  2. Colocamos directamente debajo de la cinta métrica, una toalla, alfombra u otro material que suavice el impacto de dejar caer la linterna en el piso.
  3. Para que las mediciones sean más visibles, agregamos marcas adicionales en los pedazos de cinta adhesiva y las pegamos junto a la cinta métrica cada 5 o 10 centímetros. 
  4. Un compañero o compañera se pone al lado de la cinta métrica. Encendemos la linterna y apuntamos hacia arriba. Colocamos la luz lo más cerca posible de la marca de 0 cm y contra la cinta métrica. Si es posible, usamos un solo dedo para mantener la linterna inmóvil hasta el momento del lanzamiento. 
  5. El otro compañero o compañera deberá grabar la luz de la linterna cayendo con la cámara digital (en HD a 30 fotogramas por segundo). 

2. Interpretación de los datos

Ahora que hemos grabado el experimento, pasamos el archivo de video a un ordenador e interpretamos los fotogramas grabados. Hacemos una tabla con dos columnas para registrar los datos.

Datos de tiempo: como la cámara graba 30 fotogramas por segundo, cada fotograma representa solo 1/30 de segundo, o aproximadamente 0.033 segundos. Eso significa que cada fotograma agrega 0.033 segundos adicionales.

Datos de distancia: en el reproductor de video encontramos el fotograma justo antes de que caiga la linterna. (Tener en cuenta que los reproductores fotograma a fotograma generalmente le permiten avanzar o retroceder mediante las teclas de flecha. El fotograma en el que se encuentra ahora es 0 s y distancia 0 m).

Ahora, paso a paso, registramos la distancia en metros caídos y el tiempo correspondiente de caída de la linterna. Miramos la pantalla de cerca. Hay que tener cuidado porque debemos tener en cuenta que, durante los primeros pasos, la linterna no cae mucho.

Si la linterna deja una ráfaga de luz, solo registramos la ubicación en la parte inferior de la ráfaga (es 1/30 de un segundo registro de la caída de la luz).

Tiempo (s) Distancia (m)

3. Calculando la aceleración debida a la gravedad

La aceleración describe qué tan rápido cambia la velocidad de algo.

Aceleración = ( V final - V inicial ) / el tiempo para hacer este cambio.

  1. Usamos los datos que hemos obtenido para calcular la aceleración de la linterna que soltamos.
  2. Hacemos una gráfica de la distancia en función del tiempo. ¿Es una línea recta? ¿Es una curva?, ¿por qué?, ¿qué conclusiones podemos obtener?

Reflexión y evaluación

Una vez que hemos finalizado la tarea, es un buen momento para reflexionar en nuestro diario de aprendizaje. Algunas sugerencias pueden ser:

  • ¿Qué he aprendido?
  • ¿Qué me ha sorprendido más de todo el proceso? ¿Por qué?
  • ¿He cambiado alguna idea previa? ¿Cuál?
  • ¿Qué me ha resultado más difícil? ¿Por qué?

Evaluación

La tarea se evalúa con la siguiente escala para valorar el trabajo de laboratorio (descargar en formato editable odt y en pdf):

También vamos a utilizar la escala para valorar un trabajo de investigación cientíca (descargar en formato editable odt y en pdf):

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