Saltar la navegación

Modelando la gravedad

Simulando cómo funciona la gravedad

La gravedad es, probablemente, la fuerza más famosa. Cuando pensamos en ella, lo primero que  nos suele venir a la cabeza es la manzana que cayó sobre la cabeza de Newton. Isaac Newton formuló la “Ley de gravitación universal”, según la cual, así como la Tierra atrae a la manzana hacia ella, la manzana también atrae a la Tierra. Cualquier objeto con masa ejerce una fuerza gravitacional sobre todos los demás objetos. Lo que sucede es que la Tierra tiene tal cantidad de masa que sobrepasa las interacciones gravitacionales de todos los demás objetos en el planeta. Por eso podemos sentir que la gravedad nos empuja hacia la Tierra, pero no notamos ser atraídos por otros objetos, cuya masa es muchísimo más pequeña que la del planeta Tierra. La masa, la distancia y el tamaño son factores que influyen en estas interacciones. 

Newton y Einstein
Pilar Etxebarria. Newton y Einstein (Dominio público)

Einstein, en su teoría de la relatividad, va más allá y afirma que la fuerza de gravedad es solo un efecto de la geometría. La masa de la Tierra deforma el espacio-tiempo de nuestro entorno, de manera que el propio espacio nos empuja hacia el suelo. Díficil, ¿no?

Tarea: cómo funciona la gravedad

Tiempo:
1 sesión
Agrupamiento:
En grupo

Jorge Barrios. Canicas (Dominio público)

Estos conceptos son difíciles de comprender por lo que vamos a realizar una aproximación con un modelo de materiales muy simples. Nos disponemos en cuatro grupos.

Materiales por cada grupo

  • Una tela de aproximadamente de 200x200 cm. (una sábana, por ejemplo)
  • Canicas y pelotas de distintos tamaños
  • Una bola de billar, o una naranja (algo redondo y pesado)
  • Balanza
  • Cinta métrica
  • Cinta adhesiva
  • 8–10 sillas

Procedimiento

  1. Disponemos la tela extendida entre varias sillas y la sujetamos a ellas con cinta aislante. La tela no tiene que estar muy tensa, pero tampoco muy distendida.
  2. Colocamos una sola bola de billar en el medio de la tela. 
  3. Pesamos y medimos el diámetro de los objetos que vamos a emplear. Cada grupo 6.
  4. Dejamos caer las canicas y pelotas de distinto tamaño y masa, desde el extremo de la tela, cada uno/a por turno. ¿Qué sucede? Anotamos los resultados en una tabla, de modo cuantitativo (va más rápido, menos rápido, tarda más o menos…).
  5. Ahora repetimos la operación, pero las dejamos caer más cerca del centro de la tela y anotamos el resultado en otra tabla. ¿Hay diferencia?
  6. Retiramos la bola de billar del centro de la tela y la tensamos más. Volvemos a hacer las acciones anteriores. ¿Qué sucede?
Objeto Masa (gr) Tamaño diámetro (cm) Resultado desde el extremo de la tela Resultado desde cerca del centro de la tela
1
2
3
4
5
6

Conclusiones

  1. Con lo observado, ¿podemos relacionar la atracción de la gravedad con la masa, la distancia y el tamaño de los cuerpos tal y como la describe Newton? 
  2. Si emplearamos el mismo modelo para comprender la teoría de Einstein, ¿qué representa la sábana?
  3. Cada grupo escribimos un informe y lo ponemos en común en clase.

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 escala para valorar un informe científico (descargar en formato editable odt y en pdf):

Creado con eXeLearning (Ventana nueva)