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nuki22

AYUDA: ¿Dos canicas de distinto tamaño adquieren la misma velocidad en una rampa?

Publicaciones recomendadas

nuki22 Antediluvian

Publicado
vida restante: 100%
Antes de nada, he intentado encontrar la respuesta pero creo que no he dado con nada que me ayude. Siento si el post no va aquí, pero no sabía si meterlo como duda o qué.

Como el título no da para mucho, me explicaré mejor aquí. Voy a hacer un trabajo y lo entrego el lunes o el martes. Tengo una rampa larguita, de un metro y pico, y quiero probar si pelotas de distinto peso (ping pong, tenis, canica) bajan la rampa en el mismo tiempo. He hecho medidas rápidas y tal pero hay error y no se puede apreciar, al menos yo no puedo. Está comprobado que en la caída libre da igual el peso, ¿pero en la rampa? Siempre he pensado que algo de mayor peso iría más rápido, póngase el ejemplo del gordito en el Aquapark, baja mucho más rápido que yo cuando era pequeña, que apenas avanzaba.

Pues eso es todo. Puede que suene tonto pero no sé si es verdad o no. ¡Gracias!

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mayor hughes Stinger

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no.

la velocidad de la canica en la rampa es el seno de los grados de la rampa multiplicado por el peso(N)

el peso es masa(kg) por gravedad (9,8m/s(al cuadrado))

la que pesa mas alcanza mas velocidad

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Zep Lord Boros

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vida restante: 100%

no.

 

la velocidad de la canica en la rampa es el seno de los grados de la rampa multiplicado por el peso(N)

 

el peso es masa(kg) por gravedad (9,8m/s(al cuadrado))

 

la que pesa mas alcanza mas velocidad

 

NO

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mayor hughes Stinger

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vida restante: 100%

no.

 

la velocidad de la canica en la rampa es el seno de los grados de la rampa multiplicado por el peso(N)

 

el peso es masa(kg) por gravedad (9,8m/s(al cuadrado))

 

la que pesa mas alcanza mas velocidad

 

NO

 

la que pesa más alcanza más velocidad

 

asi mejor?

 

EDITO: la ecuacion falla algo, no se multiplica por el peso, se multiplica por la Fuerza normal(Fn) pero a no ser que el suelo sea debil son iguales


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JAVOX MERISIENTIFIKO

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vida restante: 100%
Me temo que te equivocas mayor hughes. La aceleración de la gravedad es la misma independientemente de la masa del cuerpo, y esto vale tanto para la caída de graves en línea recta como en una rampa. Pero claro, estamos en lo de siempre. Eso ocurre si suponemos un medio ideal en el que no haya rozamiento alguno entre las superficies y eso no ocurre en la vida real. Si utilizamos como propone el creador del post pelotas de ping pong de tenis y canicas las velocidades a la salida vana ser distintas debido a que al tener distintos tamaños, la fuerza de rozamiento que ejerce el aire al bajar la pelota por la rampa es variable, siendo mayor cuanto mayor sea el volumen de la pelota. En resumen, que tu idea sobre que la fuerza de atracción de la tierra ( peso ) es mayor a mayor masa es correcta pero eso no implica un cambio en la velocidad de llegada siempre y cuando sea solo la masa lo que varía y no el volumen.

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manoletenava Antediluvian

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vida restante: 0%
¿Si tienes la rampa por qué no lo pruebas y nos lo dices? :o

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danikuso Héroe del Tiempo

Publicado
vida restante: 100%

no.

 

la velocidad de la canica en la rampa es el seno de los grados de la rampa multiplicado por el peso(N)

 

el peso es masa(kg) por gravedad (9,8m/s(al cuadrado))

 

la que pesa mas alcanza mas velocidad

 

NO

 

la que pesa más alcanza más velocidad

 

asi mejor?

 

EDITO: la ecuacion falla algo, no se multiplica por el peso, se multiplica por la Fuerza normal(Fn) pero a no ser que el suelo sea debil son iguales

 

Lo que tu has querido hacer es el calculo de la fuerza del rozamiento, que seria: [Componente x del peso(que el peso se descompone en dos fuerzas, "x" e "y")·coef. de rozamiento entre la superficie y la bola], con lo cual, en caso de existir rozamiento, SI cae más rápido la mas pesada. Ahora, suponiendo que no hay rozamiento, la fórmula de la velocidad de la bola seria v=v0 + gt; siendo g=9,8 y "t" el tiempo en segundos.

 

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nuki22 Antediluvian

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vida restante: 100%
Gracias por todas las respuestas, pero sigo sin tenerlo claro. También pregunté por Yahoo y cada uno dice una cosa, como aquí. Como dice manoletenava, intentaré hacer la prueba más en serio, ya que incluso para el montaje tengo que tener fotos y tiene que estar perfecto. Así que si consigo algo lo pondré. Mientras tanto, y si no os importa, podríais seguir debatiéndolo porque veo que hay muchas opiniones :D.

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GBadvancero Rey Sin Nombre

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vida restante: 100%
No hay mucho debate. Todo se basa en las fuerzas no conservativas, en este caso el rozamiento.

Para que te hagas una idea. Si tu tiras desde lo alto de una torre una pelota de plomo y una de aluminio con el mismo diámetro, si despreciamos el rozamiento que se genera entre las pelotas y el aire, caerán exactamente a la misma velocidad. Eso se debe a que la aceleración es la misma para las dos, y dos cosas que aceleran igual partiendo de una velocidad inicial idéntica (en este caso 0 porque lo dejamos caer) van siempre a la misma velocidad en función del tiempo. Como te han dicho:

velocidad = velocidad inicial + aceleración * tiempo.

Aquí no influye en nada la masa, el peso etc.

Parece extraño pero es así. Hay que entender que se debe separar la fuerza con la que impactará en el suelo una pelota de otra, ya que esa fuerza SI que depende de la masa. Pero eso es ajeno a que vayan a la misma velocidad

Como sabemos, la segunda ley de Newton dice: Fuerza = masa*aceleración. En este caso la aceleración es la misma para los dos (9.81 m/s^2 que es la gravedad). Al impactar la bola de plomo, la masa es mayor y por tanto la fuerza es mayor que la de la bola de aluminio.

Bien, ahora consideremos las fuerzas no conservativas. Aquí es donde se complica la cosa.

La fuerza de rozamiento se define como Fuerza de rozamiento = coeficiente de rozamiento * Normal. El concepto de Normal lo conocerás imagino, siendo la fuerza que ejerce un cuerpo apoyado sobre una superficie sobre ésta superficie, siendo perpendicular (NORMAL) a la superficie.

El coeficiente de rozamiento no es trivial. Depende de muchos factores: geometría de los cuerpos, superficie de contacto, material del cual están hechos, etc. Consideramos sin embargo que las dos canicas tienen el mismo coeficiente de rozamiento con el suelo. Por tanto solo depende de la Normal.

He resuelto el problema a mano para que lo veas.


Imagen Enviada

De aquí se puede ver claramente como la velocidad (que depende de la aceleración) NO varia en función de la masa. Solo variará en las dos canicas si el coeficiente de rozamiento entre las dos canicas con el plano inclinado ES DIFERENTE.

En tu caso, probablemente te saldrá que van a la misma velocidad ya que no creo que sean muy diferentes cada canica a pesar de las diferentes masas. Piensa que también depende de la fricción con el aire y no solo del contacto con la superficie (aunque en estos terminos es despreciable)

Un saludo


EDIT: vale he visto que vas a probar pelotas diferentes. En ese caso si que cambia mucho ya que las superficies son muy diferentes entre ellas. Todo se debe por tanto al coeficiente de rozamiento.


Drive the Dream - Route 66 (29/07/10-16/08/09)

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nuki22 Antediluvian

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Umm al final lo he hecho con canicas diferentes. He empezado con una bastante grande, en una rampa de 1.70 metros, o algo así. Está dividida en cuatro tramos de 43 cm. Los tiempos con esta bola han sido de:

1) 01.15
2) 00.42
3) 00.38
4) 00.30

En total, 2.26 segundos. Luego, simplemente para comprobar si de verdad va más rápido o no he cogido la canica más pequeña para comprobarlo, y el tiempo total es de 02.68. No sé si lo he tomado mal o qué, pero pienso que si es más pequeña tardará un poco más. Al final voy a coger todo canicas, no pelotas de ping-pong o cualquier otra cosa. ¿Tiene sentido o no? Me acabo haciendo un lío entre los factores así que no lo sé.

Muchas gracias por lo del problema, seguro que me servirá para hacer luego el informe ;). En fin no se me da muy bien y lo peor de todo, no sé cómo plantearlo...

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GBadvancero Rey Sin Nombre

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vida restante: 100%
como te digo, es problema del coeficiente de rozamiento, determinado por el tipo de material y sus características. Es como ir con calcetines o sin sobre parquet. Cuando vas con calcetines, resbalas mucho más. Pasa algo parecido con las canicas.

Lo mejor que puedes hacer, es intentar usar canicas, o pelotas, o lo que sea, que sean del MISMO TAMAÑO. Cuando sean del mismo tamaño, entonces miras las masas de cada una, e incluso usa materiales diferentes. De esta forma podrás hacer una comparativa en función del rozamiento. Pero si quieres hacer la prueba de que van igual, tienes que usar dos pelotas iguales de tamaño y que tengan una superficie similar (vamos, dos cánicas, intenta que tengan pesos diferentes). En principio, deberían tardar lo mismo, aunque siempre habrá cierto error.

Un saludo!


Drive the Dream - Route 66 (29/07/10-16/08/09)

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mayor hughes Stinger

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vida restante: 100%

Eso ocurre si suponemos un medio ideal en el que no haya rozamiento alguno entre las superficies y eso no ocurre en la vida real.

claro, lo he pensado como si las 2 pelotas tuvieran la misma resistencia a la rampa y al viento, entonces opondrian la misma resistencia.


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exemptus TERRESTRIS VERITAS

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Parece mentira, pero estáis todos equivocados. La cosa depende tanto de la masa como del tamaño, incluso despreciando los efectos desiguales del rozamiento.

Explicación aquí. Andamos muy flojos en Física básica: esto me preocupa un poco porque aquí hay estudiantes de la carrera que deberían haber caído en la cuenta de cuál es el factor que importa aquí.

*Exemptus*

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Vilshofen PRAESIDIUM VIGILO

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Como bien dice Exemptus, para este tipo de problemas debemos tener en cuenta la Variación de la Energía Cinética. Trabajo y Energía!

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exemptus TERRESTRIS VERITAS

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vida restante: 100%
Esto... yo no he dicho nada de energía cinética, aunque se puede ir por ese camino dividiendo la misma en los términos traslacional y rotacional. En todo caso, lo que digo es que lo importante es que los objetos bajan rodando, cosa que nadie ha tenido en cuenta y cambia por completo el problema. La exposición de GBadvancero, por ejemplo, es correcta siempre y cuando los objetos sean bloques o cosas que se deslizan sin rodar (porque entonces todo dependería únicamente del rozamiento), pero es que esa no es la situación aquí.

*Exemptus*

P.S.: haciendo experimentos caseros dudo mucho que se aprecie el efecto porque es casi imposible obtener objetos lo suficientemente calibrados (por ejemplo, dos cojinetes esféricos de exactamente la misma masa y radio pero uno hueco y otro sólido) y hacer mediciones lo bastante precisas para llegar a la conclusión correcta.

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Guest
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