Huevo mágico: 1 ley de Newton

HUEVO MÁGICO

En esta práctica se pretende ejemplificar el principio de la inercia: “todo cuerpo que no esté sometido a fuerza neta mantendrá su estado de movimiento”. El objetivo es introducir el huevo, sano y salvo, dentro del vaso tocando únicamente la libreta. Se consigue simplemente golpeando la libreta horizontalmente.

Normalmente, una persona que no conozca los principios de la Física y no haya visto el experimento antes, pensará que golpear la cartulina hará que tanto el canuto como el huevo salgan disparados. No obstante, esto no es así, ya que la fuerza del golpe no se aplica al huevo. Por lo tanto, el principio de la inercia el huevo permanecerá inmóvil, y habiendo perdido su sustento caerá al vaso.

Material necesario

·         Un vaso de agua  a la mitad

·         Un huevo

·         Un cono de papel

·         Una libreta

Procedimiento

1. Llena el vaso de agua hasta un poco más de la mitad.

1. Coloca el vaso sobre una superficie horizontal firme, tal como una mesa. Ten en cuenta que la mesa podría mojarse o, si algo sale mal, incluso el huevo romperse en ella, por lo que es aconsejable utilizar algún mantel protector.

1. Tapa el vaso colocando sobre él la libreta. Procura centrarla lo más posible para maximizar la estabilidad.

1. Coloca el cono sobre la libreta en posición vertical. Debe estar completamente centrado sobre el vaso; conviene comprobarlo mirando desde dos ángulos diferentes.

1. Con cuidado, coloca el huevo sobre el cono. Retira los dedos lentamente, asegurándote que permanece en equilibrio.

• El cono en su conjunto se acelera hacia la izquierda, según la segunda ley de Newton aplicada al centro de masas.

• Como la fuerza de rozamiento se aplica en un extremo, el cono empieza a rotar alrededor de su centro de masas.

Una vez montado el experimento, el procedimiento es muy sencillo: simplemente empujar la libreta vigorosamente con la mano. Se debe dar un golpe seco completamente horizontal.

Explicación

La fuerza aplicada sobre la libreta la acelera hacia la izquierda. Dado que el cono está en contacto directo con la libreta, existe cierta fuerza de rozamiento sobre el cono. Dicha fuerza de rozamiento tiene dos efectos:

Analicemos los dos movimientos del cono por separado. Primero, la traslación de todo el cono hace que éste se aparte rápidamente de su posición inicial. Segundo, la rotación provocará que el extremo inferior tienda a levantarse (puede que no llegue a conseguirlo, si la fuerza de rozamiento no es lo suficientemente grande, ya que entonces entra en juego la gravedad), mientras que el extremo superior descenderá. Este es uno de los puntos fundamentales: el extremo superior del cono, donde reposa el huevo, tiende a descender, no a moverse hacia la izquierda. Dado que el cono no intenta deslizarse sobre la superficie inferior del huevo, no habrá fuerza de rozamiento entre ambos.

Durante el momento del choque, dado que no hay ninguna fuerza sobre el huevo, según el principio de inercia, este permanecerá inmóvil. Entonces entrará en juego la gravedad, que lo hará descender en caída libre hasta el interior del vaso, donde será frenado por el agua.