Los trabajos de Galileo
Al realizar experimentos mentales Galileo Galilei
con planos inclinados, se imaginó: uno frente a otro, observó que al soltar la
bola desde cierta altura por uno de los planos, descendía y ascendía por el
otro plano, hasta alcanzar una altura que era casi igual a la que se había
soltado.
Galileo infiere que si la superficie por donde
desciende la bola fuera más lisa, alcanzaría la misma altura al final y deduce
que la diferencia en la altura al inicio y final se debe al rozamiento de la
bola en la superficie, si se eliminara completamente, la bola alcanzaría la
altura inicial.
Galileo manipula algunas variables y estudia el
efecto que pueda tener la inclinación del segundo plano sobre la altura a la
que llega la bola. Observa que al ir reduciendo el ángulo de inclinación del
plano la bola llegaba casi a la misma altura de la que se había soltado y
razonó que si no hubiera rozamiento habría llegado hasta la misma altura.
Por último, Galileo elimina uno de los planos
inclinados y deja caer la bola; observó que después de rodar por todo el plano
inclinado la bola de acero continúa su movimiento en plano horizontal y se
movía con velocidad constante hasta que era detenida por la fricción y la
resistencia del aire.
Después Galileo se puso a estudiar acerca de la
resistencia del aire que no es despreciable en la caída de un objeto y cómo un
cuerpo se moverá cuando se aplica a él fuerzas en dirección diferente a la de
su movimiento.
Así mismo Galileo comprobó que el efecto de una
fuerza no era producir movimiento, sino cambiar el movimiento, para producir
aceleración, y un cuerpo sobre el cual no actúa ninguna fuerza se mueve con
velocidad uniforme.
En 1687, Isaac Newton, logra dar a las ideas de
Galileo una forma matemática y pública en: Philosophiae Naturalis Principia
Matemática (Principios Matemáticos de la Filosofía Natural).
Primera ley de Newton:
Un objeto en reposo tiende a permanecer en reposo y
un objeto en movimiento tiende a permanecer en movimiento con la misma
velocidad y en la misma dirección a menos que actúe sobre él una fuerza que no
esté balanceada (se refiere a una fuerza que no está completamente cancelada
por las otras fuerzas).
Organizar a los alumnos en equipos de 4 a 5
integrantes para realizar la actividad experimental que se muestra en las
imágenes siguientes y escribir sus observaciones en el mismo archivo de
Powerpoint de los esquemas mentales de Galileo.
Armar el dispositivo como se muestra en la figura,
soltar la pesa para que el carrito avance hasta que choque con la polea,
repetir varias veces el procedimiento.