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Museo Interactivo
de Ciencia, Tecnología y Sociedad
Imaginario
Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS).
Campus Universitario: Juan M. Gutiérrez 1150 (B1613GSX)
Los Polvorines- Provincia de Buenos Aires.
http:www.ungs.edu.ar
Museo Interactivo de Ciencia, Tecnología y Sociedad Imaginario.
Dirección: Roca 850
San Miguel- Provincia de Buenos Aires.
Comisión Organizadora del Museo
Coordinación General: Lilia Romanelli
Coordinación Técnica: Gladys Antúnez
Autores del cuadernillo:
Prof. Ernesto Cyrulies
Prof. Sergio Vera
Fecha de edición del primer cuadernillo 2006.
Fecha de edición del segundo cuadernillo: octubre de 2007.
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Imaginario
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1. Información
x
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Imaginario
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Imaginario
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Cada vez más rápido
Tema: Velocidad media
Objetivo
de la experiencia: Conocer el concepto de velocidad media y sus
aplicaciones.
 Nivel: ESB o Polimodal.

Dificultad: Media-Baja
Tiempo estimado: 60 minutos.
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente, se recomienda dos o
tres.
Materiales a utilizar de la valija:





Base con barrales.
Plano extendido.
Carro.
Topes del plano.
Cronómetro.
Otros
materiales: Elementos para tomar nota de los valores obtenidos en las
mediciones.
Breve introducción al tema:
A una partícula que se desplace por el espacio, podemos atribuirle diferentes posiciones
respecto a un sistema de referencia para diferentes instantes. Tomando la variación del
vector posición para el intervalo de tiempo correspondiente, se define Velocidad Media
de la partícula como:


r
vm 
t
Donde Δ r es la variación del vector posición y Δt el intervalo de tiempo.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Detalle de la experiencia:
Un alumno dejará deslizar el carro a partir del reposo desde una posición
superior teniendo en cuenta la referencia graduada en centímetros que la pista provee.
La posición final del recorrido será elegida de antemano y se determinará visualmente
el momento en que el carro pase por ella. Deberán extremarse las precauciones para
evitar que el carro se caiga de la pista, para ello un alumno deberá detenerlo. Es
conveniente para esto que la posición final se encuentre a unos cuantos centímetros del
extremo de la pista. Se recomienda que la inclinación de la pista no supere los 10
grados.
Otro alumno será el responsable de medir el tiempo de tránsito utilizando el
cronómetro.
Como es fácil imaginar, esta experiencia tiene un alto grado de error en las mediciones
y esto puede ser un disparador para tratar el tema de incertezas (sistemáticas, aleatorias,
etc.)
A los efectos de minimizar los errores, se recomienda repetir la experiencia varias veces
para realizar un tratamiento estadístico. Finalmente se calcula la velocidad media con
los valores obtenidos.
Actividades de la experiencia
Antes de la experiencia:
1. ¿La velocidad del carro sobre la pista será constante o variada?
2. ¿Es lo mismo decir velocidad media y velocidad promedio?
Después de la experiencia:
1. ¿La velocidad media obtenida es la velocidad que posee el carro durante todo el
recorrido coincide con la que tiene en algún instante?
2. ¿Por qué es importante soltar el carro sin entregarle velocidad inicial?
3. ¿Cómo cambiaría la velocidad media obtenida en el caso de que la velocidad inicial
no sea nula?
Actividad
extra: Realizar gráficos de posición vs. tiempo trazando rectas
pendientes y posibles curvas que arrojen la misma velocidad media. Discusión.
Actividades propuestas para luego de la experiencia: Proponer a los alumnos el
cálculo de velocidades medias en diferentes situaciones cotidianas.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
¡En bajada!
Tema: Movimiento acelerado
Objetivo de la experiencia: Comprender la influencia del ángulo de un plano
sobre la aceleración de un cuerpo que desliza sobre él.
 Nivel: Polimodal

Dificultad: Media
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente, se recomienda dos o
tres.
Materiales a utilizar de la valija:





Base con barrales.
Plano extendido.
Carro.
Topes del plano.
Cronómetro.
Otros materiales:
Elementos para tomar nota de los valores obtenidos en las mediciones.
Breve introducción al tema:
La posición de una partícula dotada de un movimiento con aceleración constante está
dada por la siguiente ecuación que surge de integrar dos veces la aceleración:
x (t)= x0 + v0 + ½ a t2
Donde:
x0 representa la posición inicial (la tomaremos igual a cero)
v0 representa la velocidad inicial (igual a cero)
a representa la aceleración de valor constante.
t representa el intervalo de tiempo transcurrido.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Despejando a de la ecuación anterior obtenemos para la aceleración:
a
2x
t2
Puede obtenerse así el valor de la aceleración midiendo el desplazamiento del carro
sobre la pista y el tiempo que demanda dicho tránsito.
Detalle de la experiencia:
Un alumno dejará deslizar el carro a partir del reposo desde una posición
superior teniendo en cuenta la referencia graduada en centímetros que la pista provee.
La posición final del recorrido será elegida de antemano y se determinará visualmente
el momento en que el carro pase por ella. Deberán extremarse las precauciones para
evitar que el carro se caiga de la pista, para ello un alumno se encargará de detenerlo.
Se recomienda que la inclinación de la pista no supere los 10 grados.
Otro alumno será el responsable de medir el tiempo de tránsito a través del cronómetro.
Como es fácil imaginar, esta experiencia tiene un alto grado de error en las mediciones
y esto puede ser un disparador para tratar el tema de errores (sistemáticos, aleatorios,
etc.).
A los efectos de minimizar los errores, se recomienda repetir la experiencia varias veces
para realizar un tratamiento estadístico. Finalmente se calcula la aceleración con los
valores obtenidos.
Actividades de la experiencia
Antes de la experiencia:
1. ¿El movimiento del carro sobre el plano estará sometido a una aceleración?
2. ¿Qué dependencia habrá entre la aceleración y el ángulo de la pista (cualitativa)?
Después de la experiencia:
1. ¿Modificando el ángulo de la pista, cuales serán los valores extremos que tendrá la
aceleración?
2. ¿Es constante la aceleración?
3. ¿Por qué es importante soltar el carro sin entregarle velocidad inicial?
Actividad extra
Elaborar gráficos de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Reconocer movimientos con aceleración constante en lo cotidiano.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
¿Por qué se acelera?
Tema: Aceleración de un móvil por efecto de distintas masas
Objetivo de la experiencia: Comprender que la aceleración de un móvil es el
producto de la aplicación de fuerzas.
 Nivel: ESB y Polimodal.

Dificultad: Media
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente, se recomienda dos o
tres.
Materiales a utilizar de la valija:





Base con barrales.
Plano extendido.
Carro.
Topes del plano.
Cronómetro.
Otros
materiales: Elementos para tomar nota de los valores obtenidos en las
mediciones.
Breve introducción al tema:
Cuando sobre un cuerpo de masa m actúan varias fuerzas y la resultante de éstas (fuerza
neta) no es nula, ocasiona que dicho cuerpo esté sometido a una aceleración. La
segunda ley de Newton establece:
f
i
 m.a
i
De esta ecuación se desprende que el cuerpo se acelerará en la dirección y sentido de la
fuerza neta.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Detalle de la experiencia
Para esta experiencia es necesario que la pista se encuentre horizontal.
Colocar en un extremo de la pista una polea. Luego vincular el carro con un portapesas
con los elementos provistos. Para que el carro se acelere se colocará una pesa de valor
elegido en el portapesas.
Un alumno dejará deslizar el carro a partir del reposo desde una posición determinada
teniendo en cuenta la referencia graduada en centímetros que la pista provee.
Asegurarse que el carro cuente con suficiente pista para realizar su recorrido. La
posición final será elegida de antemano y se determinará visualmente el momento en
que el carro pase por ella. Deberán extremarse las precauciones para evitar que el carro
se caiga de la pista, para ello un alumno deberá detenerlo. Es conveniente para esto que
la posición final se encuentre a unos cuantos centímetros de la polea.
Otro alumno será el responsable de medir el tiempo de tránsito utilizando el
cronómetro.
Como es fácil imaginar, esta experiencia tiene un alto grado de error. A los efectos de
minimizarlo, se recomienda repetirla varias veces para realizar un tratamiento
estadístico. Finalmente se calcula la aceleración con los valores obtenidos.
La experiencia puede ser abordada cualitativamente (solo observación) o bien
cuantitativamente ya que puede determinarse teóricamente la aceleración a partir de la
aplicación de la segunda ley de Newton debido a que el valor de la masa suspendida es
conocido.
Es recomendable realizar esta experiencia cambiando las pesas, para comprender como
esto afecta directamente en la aceleración del carro.
Advertencia: Cabe aclarar que en la realización de esta experiencia el rozamiento de
las ruedas afectará levemente los resultados obtenidos.
Actividades de la experiencia
Antes de la experiencia:
1. ¿Por qué se acelera un cuerpo?
2. ¿De qué depende la aceleración de un cuerpo?
3. Para mantener constante la velocidad de un cuerpo ¿es necesario que se ejerza una
fuerza sobre él?
Después de la experiencia:
1. ¿Qué relación puede encontrarse entre fuerza y aceleración?
2. ¿Puede calcularse de antemano la aceleración que tendrá el carro? ¿Cómo?
3. ¿Por qué es conveniente repetir varias veces la experiencia utilizando la misma
masa?
Actividad extra
Elaborar un gráfico aceleración versus fuerza (peso de la masa suspendida) e interpretar
que magnitud física está representada por la pendiente.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Analizar las siguientes afirmaciones:
 Para que un automóvil viaje a 100 kilómetros por hora es necesario mantener el
acelerador accionado.
 En una bicicleta, cuando se deja de pedalear, no nos detenemos instantáneamente a
pesar que ya no hacemos fuerza sobre los pedales.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
¿Por qué no desliza?
Tema: Rozamiento.
Objetivo
de la experiencia: Comprender la influencia de los materiales
involucrados en el rozamiento entre dos superficies. Determinar coeficientes de
rozamiento.
Nivel: Polimodal

Dificultad: Media
Tiempo estimado: 30 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente. La experiencia
puede realizarse en forma individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa
por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:




Base con barrales.
Plano regulable.
Superficie con rozamiento.
Taco.
Otros
materiales: Pueden elegirse otras superficies adaptables al equipo para
determinar sus coeficientes de rozamiento.
Breve introducción al tema:
Cuando dos superficies se hallan en contacto y se intenta desplazar una respecto de la
otra, se tendrá una oposición debido a la interacción entre ambas superficies. La misma
se manifiesta como una fuerza cuya magnitud estará dada por la fuerza normal existente
entre las superficies y de las características de las mismas. Estas últimas están
cuantificadas por un coeficiente de rozamiento μ, éste adopta, en la gran mayoría de los
casos, valores diferentes según se trate de una condición estática o dinámica.
De esta forma, la fuerza de rozamiento está dada en primera aproximación por:
Fre ≤ μe . N
condición estática.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Frd = μd . N
velocidades).
Valija de mecánica
condición dinámica (válido para un amplio margen de
Ambos coeficientes pueden determinarse en forma experimental. Aquí se propone
obtener el μe midiendo el ángulo del plano inclinado.
N
fr
α
P
α
Llamando l a la longitud del plano inclinado y h a su altura podemos decir que el seno
del ángulo α será:
sen 
h
l
Luego, la componente del peso paralela al plano es:
P. sen α
Y el módulo de la normal es:
N = P. cos α
Aplicando la segunda ley de Newton en la dirección paralela al plano para la situación
de reposo:
- fre + P.sen α = 0
Entonces considerando que la fuerza de rozamiento máxima es fre = μe . N queda:
μe. P. cos α = P. sen α
De donde finalmente se comprueba que:
μe = tg α
Es decir que cuando el cuerpo desliza, el valor de la tangente del ángulo
coincide con el coeficiente de rozamiento.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Detalle de la experiencia
Sobre la pista regulable se calzarán los soportes plásticos a presión para sujetar la
superficie con rozamiento elegida. Luego se colocará el taco sobre la superficie
anterior. Variando suavemente la inclinación de la pista se determinará el ángulo para el
cual se produzca el deslizamiento.
Actividades de la experiencia
Antes de la experiencia:
1. ¿El rozamiento entre dos superficies dependerá de los materiales con que están
construidas?
2. Si aumenta el área de contacto entre las superficies ¿aumenta el coeficiente de
rozamiento?
Después de la experiencia:
1. ¿Cómo debería ser el valor del μe entre los neumáticos de un auto y el piso para que
frene muy bien?
2. Para que un patinador se deslice como lo hace, ¿cómo será ser la fuerza de
rozamiento entre los patines y el hielo? Cuando el patinador desliza, ¿depende su
movimiento del μe o del μd?
Actividad extra
Experimentar en el aula con distintos elementos reconociendo diferentes niveles de
rozamiento.
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
En algunos casos el rozamiento resulta perjudicial y en otros resulta imprescindible.
Identificar y analizar ejemplos de ambas situaciones.
Algunos vehículos cuentan con sistema de frenos A.B.S. (Antilock Brake System)
Investigar qué relación tiene con los coeficientes de rozamiento estudiados.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
¿Por qué se sostiene?
Tema: Rozamiento
Objetivo
de la experiencia: Comprender la influencia de los materiales
involucrados en el rozamiento entre dos superficies. Determinar coeficientes de
rozamiento.
 Nivel: Polimodal

Dificultad: Media
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente. La experiencia
puede realizarse en forma individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa
por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:







Pistas
Tarjetas con diferentes superficies
Soportes plásticos a presión
Planchuela de hierro con pines
Hilo
Recipiente graduado
Polea extremo de pista
Otros materiales:
 Jarra con agua
 Pueden elegirse otras superficies adaptables al equipo para determinar sus
coeficientes.
Breve introducción al tema:
Ver experiencia anterior.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Detalle de la experiencia
Montar una pista asegurándose que la misma quede en forma horizontal, colocar en su
extremo una polea. Elegir las dos superficies de las cuales se desea conocer el μe .
A continuación se le atará al taco el extremo de un hilo que pasará por la garganta de la
polea y del otro extremo se suspenderá el recipiente graduado.
Se agregará agua al recipiente lentamente hasta lograr que las superficies deslicen. Con
el valor de la masa del agua contenida se obtendrá la fuerza de rozamiento y a partir de
ésta, el μe.
El cálculo se ve facilitado debido a que la densidad del agua es igual a la unidad.
Actividades de la experiencia
Antes de la experiencia:
1. ¿El rozamiento entre dos superficies dependerá de los materiales con que están
construidas?
2. Si aumenta el área de contacto entre las superficies ¿aumenta el coeficiente de
rozamiento?
Después de la experiencia:
1. ¿Cómo debería ser el valor del μe entre los neumáticos de un auto y el piso para que
frene muy bien?
2. Para que un patinador se deslice como lo hace, ¿cómo será ser la fuerza de
rozamiento entre los patines y el hielo? Cuando el patinador desliza, ¿depende su
movimiento del μe o del μd?
Actividad extra
Experimentar en el aula con distintos elementos reconociendo diferentes niveles de
rozamiento.
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
En algunos casos el rozamiento resulta perjudicial y en otros resulta imprescindible.
Identificar y analizar ejemplos de ambas situaciones.
Algunos vehículos cuentan con sistema de frenos A.B.S. (Antilock Brake System)
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Investigar qué relación tiene con los coeficientes de rozamiento estudiados.
Nota: Las actividades complementarias a la experiencia son las mismas que en la
práctica anterior.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Con menor esfuerzo
Tema: Aparejo potencial
Objetivo
de la experiencia: Comprender como un aparejo permite elevar un
cuerpo realizando una fuerza menor al peso del mismo.
 Nivel: ESB, Polimodal

Dificultad: Media-Alta
Tiempo estimado: 30 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente. La experiencia
puede realizarse en forma individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa
por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:





Equipo armado con el soporte universal instalado.
Poleas (dos o tres)
Cuerdas
Pesas a elección
masas
Breve introducción al tema:
El aparejo denominado potencial está constituido básicamente por una polea fija y una
o más poleas móviles.
La polea fija tiene la finalidad de cambiar el sentido de acción de la fuerza aplicada y
puede pensarse como una palanca de primer género de brazos iguales (radio de la
polea). Si despreciamos los rozamientos puede decirse que como los momentos son
iguales las fuerzas a ambos lados también lo son (tensión de la cuerda).
La polea móvil suspendida de la cuerda que pasa por la polea anterior y de un anclaje
fijo puede pensarse también como una palanca, de segundo género en este caso.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
B
F
P
Si consideramos que la fuerza F realizada se aplica sobre el punto A, la polea tendrá un
punto de giro instantáneo en B y el peso a levantar P se encuentra a mitad de camino de
la distancia anterior (punto C, centro de la polea). Dado que los momentos son iguales
resulta claro que la fuerza realizada será:
F
P
2
Si el aparejo tiene dos poleas móviles, Puede hacerse idéntico análisis sobre la polea
móvil agregada de modo que se tiene, en este caso, que la fuerza realizada con este
aparejo para levantar un peso será:
F
P
4
De esta manera, si se tiene n poleas móviles, la expresión correspondiente será:
F
P
2n
El trabajo realizado al levantar un cuerpo sometido a la acción de la gravedad estará
dado por:
L = m. g. h
En el caso de levantarlo a través de un aparejo, se tiene:
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
m.g .h 
P
d
2n
Valija de mecánica
donde h es la altura a la que se eleva el cuerpo de masa m
y d es el desplazamiento de la soga sobre la que se aplica F
Es decir que d será:
Detalle de la experiencia
Montar el aparejo potencial fijándolo al soporte universal. Sobre la polea móvil
suspender una pesa a elección. Comprobar la fuerza necesaria para elevar la pesa.
Puede suspenderse de la cuerda otras pesas para demostrar que se logra una
configuración de equilibrio con pesas de diferentes masas. Pueden combinarse los
aparejos con la palanca para enriquecer las experiencias.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. La utilización de un aparejo ¿hace que nuestra fuerza se multiplique?
Después de la experiencia:
1. ¿Por qué podemos con un aparejo levantar, por ejemplo, 400 kilogramos?
2. ¿Cómo puede levantarse un automóvil con un gato haciendo tan poco esfuerzo? ¿El
gato permite ahorrar trabajo?
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Con menor esfuerzo II
Tema: Aparejo factorial
Objetivo
de la experiencia: Comprender como un aparejo permite elevar un
cuerpo realizando una fuerza menor al peso del mismo.
 Nivel: ESB y Polimodal
 Dificultad: Medio
Tiempo estimado: 30 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente. La experiencia
puede realizarse en forma individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa
por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:





Equipo armado con el soporte universal instalado.
Poleas dobles
Cuerdas
Pesas a elección
masas
Breve introducción al tema:
El aparejo factorial se construye disponiendo poleas llamadas fijas, independientes
entre sí, a un único soporte que se hallará anclado por su parte superior. Por otro lado,
se cuenta con otro grupo de poleas iguales a las anteriores, denominadas móviles, sobre
un segundo soporte. Sobre éste se cuelga la carga.
En este aparejo se utiliza una única cuerda que pasa por la garganta de todas las poleas
como muestra la figura.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
F
P
Puede observarse en este aparejo que la carga de peso P se halla soportada por una
cantidad de ramales de cuerda igual al doble de poleas móviles n. Como la fuerza a
realizar con este aparejo es igual a la tensión de la cuerda en cualquiera de sus ramas se
tiene:
F
P
2.n
El trabajo realizado al levantar un cuerpo sometido a la acción de la gravedad estará
dado por:
L = m. g. h
En el caso de levantarlo a través de un aparejo, se tiene:
m.g.h 
P
d
2.n
donde h es la altura a la que se eleva el cuerpo de masa m
y d es el desplazamiento de la soga sobre la que se aplica F
Es decir que d será:
d  h.2.n
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Detalle de la experiencia
f 29
Montar el aparejo factorial fijándolo al soporte universal. Sobre la última polea
móvil suspender una pesa a elección. Comprobar la fuerza necesaria para elevar la pesa.
Puede suspenderse de la cuerda otras pesas para demostrar que se logra una
configuración de equilibrio con pesas de diferentes masas. Pueden combinarse los
aparejos con la palanca para enriquecer las experiencias.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. La utilización de un aparejo ¿hace que nuestra fuerza se multiplique?
Después de la experiencia:
1. ¿Por qué podemos con un aparejo levantar, por ejemplo, 400 kilogramos?
2. ¿Cómo puede levantarse un automóvil con un gato haciendo tan poco esfuerzo? ¿El
gato permite ahorrar trabajo?
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Dame una palanca y moveré el mundo
Tema: Palancas
Objetivo de la experiencia: Identificar los tres tipos de palancas.
 Nivel: ESB y Polimodal
 Dificultad: Bajo
Tiempo estimado: 45 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: A elección del docente. La experiencia
puede realizarse en forma individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa
por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:
 Base con un barral.
 Soporte de espiga.
 Palanca con juego de pesas.
Breve introducción al tema:
La palanca es una de las máquinas simples. En su forma más sencilla es una barra rígida
que puede girar con libertad alrededor de un punto fijo a modo de eje o apoyo.
Podemos identificar las siguientes características:
El punto de apoyo queda fijo al girar la palanca.
 
Sobre dos de sus puntos actúan dos fuerzas, P y R . 
La palanca estará en equilibrio si el momento de P es igual y de sentido contrario al
de R .
Las palancas se clasifican en tres géneros:


1º género cuando el punto de apoyo está entre los puntos de aplicación de P y R .
2º género cuando R se encuentra en la posición intermedia.
3º género cuando P se encuentra en la posición intermedia.
Detalle de la experiencia:
Montar el soporte con espiga y en él la palanca. La disposición de “P”, “R” y punto de
apoyo que corresponde a cada género, se logra colocando las masas en las distintas
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
posiciones. El docente o los alumnos podrán lograr variedad de configuraciones
combinando la palanca con resortes, aparejos y pesas.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
Después de la experiencia:
1. Identificar a que género de palanca corresponden los siguientes elementos:
 Sube y baja
 Llave francesa
 Carretilla
 Pinza para depilar
 Pedal de bicicleta
 Caña de pescar
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Tomar nota de elementos que puedan identificarse como palancas y clasificarlos según
su género.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
¿Cuánto vale “g”?
Tema: aceleración de la gravedad.
Objetivo de la experiencia:
Determinar experimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad
 Nivel: ESB y Polimodal

Dificultad: Bajo
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: Dos
Materiales a utilizar de la valija:




Base con barrales y soporte universal
Péndulos (plomadas)
Hilo
Cronómetro
Breve introducción al tema:
Si a un cuerpo que se halle suspendido por un hilo se lo aparta de la vertical un ángulo θ
y se lo deja en libertad, oscilará periódicamente, esto lo convierte en un péndulo.
A un péndulo se lo considera ideal si es puntual, si su hilo es inextensible y carente de
masa y además está libre de todo rozamiento. En este caso, las fuerzas a las que está
sometido son su propio peso y la tensión de la cuerda. Debido a la ausencia de fuerzas
no conservativas el mismo oscilaría indefinidamente.
Para esta clase de péndulo si la amplitud de oscilación es pequeña se cumple, con buena
aproximación, que el período T está dado por:
T  2
l
g
Donde l es la longitud del hilo y g la aceleración de la gravedad
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
θ
T
P
Detalle de la experiencia
Una vez que el péndulo se encuentra oscilando (ver actividad siguiente) es posible
determinar el valor se la aceleración de la gravedad “g” utilizando la expresión
T  2
l
si se determinan los valores de T y l. Para ello es necesario medir el período
g
de oscilación del péndulo y la longitud de la cuerda l.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. ¿El tiempo de oscilación de un péndulo varía con la longitud de éste?
2. ¿Varía el período a medida que el péndulo se va deteniendo?
Después de la experiencia:
1. Teniendo en cuenta la regularidad del período, ¿podría usarse un péndulo para la
medición del tiempo?
2. ¿Por qué el péndulo se detiene finalmente?
Actividad extra:
Investigar qué función cumplía el péndulo en los antiguos relojes de pared.
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Cuadernillo de Actividades para el Docente-
Valija de mecánica
Va y viene
Tema: Oscilaciones armónicas. Péndulo
Objetivo
de la experiencia: Conocer la dependencia entre la longitud de un
péndulo y su período. Comprobar la independencia del período y la masa.
 Nivel: ESB y Polimodal

Dificultad: Bajo
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: Dos
Materiales a utilizar de la valija:




Base con barrales y soporte universal
Péndulos (plomadas)
Hilo
Cronómetro
Breve introducción al tema:
Si a un cuerpo que se halle suspendido por un hilo se lo aparta de la vertical un ángulo θ
y se lo deja en libertad, oscilará periódicamente, esto lo convierte en un péndulo.
A un péndulo se lo considera ideal si es puntual, si su hilo es inextensible y carente de
masa y además está libre de todo rozamiento. En este caso, las fuerzas a las que está
sometido son su propio peso y la tensión de la cuerda. Debido a la ausencia de fuerzas
no conservativas el mismo oscilaría indefinidamente.
Para esta clase de péndulo si la amplitud de oscilación es pequeña se cumple, con buena
aproximación, que el período T está dado por:
T  2
l
g
Donde l es la longitud del hilo y g la aceleración de la gravedad
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θ
T
P
Detalle de la experiencia
Naturalmente, no es posible construir un péndulo ideal, sin embargo con una pequeña
masa de alta densidad (plomo) suspendida de un fino hilo no se ve tan afectada a corto
plazo por las fuerzas de rozamiento y, por otro lado, puede considerarse
aproximadamente puntual. Por lo tanto, puede utilizarse la expresión anterior con
aproximación razonable.
Se propone que los alumnos construyan péndulos simples de diferentes longitudes,
midan series de oscilaciones y determinen el período de cada uno. Comprobar la
dependencia con la longitud.
Es pertinente realizar oscilaciones de diferente amplitud (siempre que no sean muy
amplias) para que los alumnos comprueben que el período no varía (dentro del margen
de error de las mediciones).
Es una práctica adecuada para que los alumnos utilicen estadística elemental y teoría de
errores de acuerdo a lo enseñado por el docente.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. ¿El tiempo de oscilación de un péndulo varía con la longitud de éste?
2. ¿Varía el período a medida que el péndulo se va deteniendo?
Después de la experiencia:
1. Teniendo en cuenta la regularidad del período, ¿podría usarse un péndulo para la
medición del tiempo?
2. ¿Por qué el péndulo se detiene finalmente?
Actividad extra:
Investigar qué función cumplía el péndulo en los antiguos relojes de pared.
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Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Una actividad relacionada muy interesante que puede realizarse con los alumnos es la
construcción de un péndulo de Foucault. Este científico, en 1851, colgó una masa de 27
kilogramos a través de una varilla de 67 metros de altura de la cúpula del panteón de
París. El plano de oscilación de este gran péndulo giraba lentamente resultando así una
confirmación contundente de la rotación de la tierra.
Es fácil comprender que el plano de oscilación rotará 360 grados en 24 horas si el
péndulo se sitúa en uno de los polos terrestres. En cambio, no girará si el mismo se
ubica en el ecuador. Para toda latitud se tiene que el ángulo β barrido en una hora por el
plano de oscilación estará dado por:
β = 15º. Sen α
donde α es la latitud del lugar donde se realiza la experiencia
(15º es el ángulo que rota la tierra en una hora)
El sentido de la rotación no será el mismo si la experiencia se realiza en el hemisferio
norte o en el sur.
La demostración es reproducible sin ser necesario grandes alturas. Basados en nuestra
propia experiencia, sugerimos una altura no menor a unos siete metros. Por otro lado es
importante que la masa suspendida sea de gran peso, minimizando así las consecuencias
del rozamiento con el aire. Recordemos que el efecto que se desea mostrar se notará
luego de un largo rato (en Buenos Aires rota ocho grados por hora aproximadamente).
Da buenos resultados utilizar alambre de hierro y no requiere un sistema de giro en el
vínculo superior ya que la amplitud debe ser pequeña. Naturalmente, se necesita de una
estructura muy sólida para colgar el péndulo.
Se sugiere la colocación de algún estilete debajo de la masa de modo tal que señale
sobre algún plano horizontal, el cual podrá prepararse como un cuadrante horario.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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¿Lo estiramos?
Tema: Fuerza elástica
Objetivo de la experiencia: Comprobar la relación entre el estiramiento de un
resorte (medio elástico) y la fuerza aplicada. Determinar la constante elástica de un
resorte. Comprobación experimentas de la ley de Hooke.
 Nivel: ESB y Polimodal
 Dificultad: Bajo
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: Dos
Materiales a utilizar de la valija:




Base con un barral
Soporte con espiga
Resortes
Masas.
Breve introducción al tema:
Cuando a un resorte o algún otro medio elástico se le aplica una fuerza, el mismo se
deformará de manera proporcional a la magnitud de dicha fuerza dentro de un intervalo
denominado período elástico. Superado un límite, el resorte sufrirá deformación
permanente y ya no alcanzará su estado primitivo si se deja de aplicar la fuerza.
La fuerza que el resorte ejerce si el mismo ha sido estirado o comprimido se denomina
fuerza elástica y es contraria al desplazamiento causado:
Fe = - K (l – lo) donde K >0 es la constante elástica del resorte
l es la longitud medida en el resorte sometido a una fuerza
lo es la longitud natural del resorte
Dentro del periodo elástico la relación fuerza – desplazamiento es lineal (ley de Hooke)
y la magnitud de la deformación depende de las características del resorte, las que
determinarán el valor de la constante K.
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Detalle de la experiencia
Para esta experiencia se cuelga el resorte del soporte con espiga colocado en el barral.
Luego se colocan las masas en el otro extremo del resorte.
Con esta configuración se consiguen distintos estiramientos según las masas
suspendidas del resorte. Se registrará sobre la longitud natural del resorte y la que
resulte del agregado de cada masa.
Como método para determinar el valor de la constante se recomienda que los alumnos
grafiquen peso vs. estiramiento registrando todos los valores medidos en un mismo
gráfico. Por los puntos obtenidos trazarán la recta que mejor se ajusta. La pendiente de
dicha recta, obtenida a partir del gráfico dará el valor de K.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. ¿Un resorte puede estirarse indefinidamente? ¿Cuál será el límite?
2. ¿Un resorte vuelve a su longitud natural luego de ser estirado? ¿En qué
Después de la experiencia:
1. ¿Por qué es más conveniente medir varios estiramientos diferentes en lugar de uno
para determinar la constante de un resorte?
Actividad extra:
Utilizando las mismas masas que en la experiencia realizada, utilizar otros resortes
(provistos en el equipo) y comparar los resultados.
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Los antiguos mercaderes utilizaban para determinar el peso de sus productos de venta,
la balanza “romana”. Investigar de qué se trata y como se explica su funcionamiento.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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¿Puedo determinar el valor de una masa con un
cronómetro?
Tema: Oscilaciones armónicas
Objetivo de la experiencia: Comprobar la relación funcional entre la oscilación
de un medio elástico y las variables involucradas.
 Nivel: Polimodal

Dificultad: Medio
Tiempo estimado: 60 minutos
Cantidad de integrantes por grupo: Dos o tres
Materiales a utilizar de la valija:




Base con un barral
Soporte con espiga
Resortes
Masas.
Breve introducción al tema:
Cuando se tiene una masa fijada al extremo de un resorte y se la aparta de su posición
de equilibrio, la misma oscilará armónicamente en torno a dicha posición. En ausencia
de fuerzas no conservativas la oscilación sería perpetua.
La fuerza elástica producida por el resorte será función de la posición de la masa (ver
experiencia anterior) y estará dada por:
Fe = - K. x
donde x es el apartamiento desde la posición de equilibrio
Por otro lado, usando la segunda ley de Newton, podemos escribir:
m. a = -K. x
Entonces se tiene:
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m.x  K.x  0
Esta es una ecuación diferencial cuyo polinomio característico es:
P(x) = m.x2 + K
El mismo tiene raíces complejas:
r  i.
K
m
r  i.
y
Llamando  
K
m
K
m
(velocidad angular)
La solución general es:
x(t) = C1.sen(ωt) + C2.cos(ωt)
(donde puede verse que es periódica)
Como una oscilación completa corresponde a un desplazamiento angular de 2Π, el
tiempo necesario para dicho desplazamiento es:
T
2

 2
m
K
Proponemos en esta experiencia determinar el valor de la masa suspendida a partir de la
medición del período:
 T 
m  K

 2 
2
Detalle de la experiencia
Para esta experiencia se cuelga el resorte del soporte con espiga colocado en el barral.
Luego se colocan las masas en el otro extremo del resorte hasta lograr un estiramiento
moderado, estirarlo unos centímetros y dejarlo oscilar. Tomar el tiempo de diez
oscilaciones con el cronómetro para determinar el período.
Por otro lado, la constante K se determinará conforme a la experiencia anterior.
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1- ¿Qué significa el término oscilación?
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2- Si se suspende una masa de un resorte de modo tal que quede oscilando ¿de qué
dependerá el período de oscilación?
Después de la experiencia:
1. ¿Cambió el período al disminuir la amplitud de la oscilación?
2. ¿Por qué conviene medir el período tomando el tiempo de varias oscilaciones?
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Investigar:
1. ¿Cuál es la función de los amortiguadores en la suspensión de un vehículo?
2. ¿Qué ocurriría durante la conducción si el vehículo no cuenta con ellos?
3. ¿Qué significa que un resorte u otro medio elástico entra en resonancia?
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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¿Podemos determinar una altura con un cronómetro?
Tema: Caída libre
Objetivo de la experiencia: Comprender la relación entre tiempo de caída de un
cuerpo y la altura desde donde se lo soltó.
 Nivel: ESB y Polimodal
 Dificultad: Medio
Tiempo estimado: Cuarenta minutos
Cantidad de integrantes por grupo: Dos o tres
Materiales a utilizar de la valija:
 Pelotita de goma
 Cronómetro
Otros materiales:
Elementos necesarios para tomar nota de los resultados.
Breve introducción al tema:
Teóricamente todos los cuerpos próximos a la superficie terrestre que se los deje caer
libremente tendrán la misma aceleración (g = 9,8 m/seg2) debido a que están sometidos
a la acción gravitatoria. Esto en la práctica se ve modificado por el rozamiento con el
aire, lo cual tiene dos consecuencias: Por un lado, para volúmenes y simetrías similares
el rozamiento afectará en mayor medida al cuerpo más liviano, es decir que su
aceleración será menor. Por otra parte, el rozamiento será mayor a medida que aumente
la velocidad de caída. Esto da por resultado que cuando se equilibren la fuerza de
rozamiento y el peso del cuerpo, éste caerá con velocidad constante, que es conocida
como velocidad límite.
Dejando caer un cuerpo compacto desde un punto que no sea demasiado elevado, puede
calcularse la altura con cierta aproximación midiendo el tiempo de caída, simplemente a
partir de la ecuación horaria con velocidad inicial nula:
1
h  .g.t 2
2
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Detalle de la experiencia
Un alumno dejará caer la pelotita de goma desde un piso superior mientras otro alumno
tomará el tiempo de caída con el cronómetro. Para minimizar el error es conveniente
que un tercer alumno dé la orden de lanzamiento para hacer “simultáneas” ambas
acciones.
Es preferible realizar varias veces la experiencia para promediar los resultados
descartando aquellos que estén demasiados distantes. Debería ensayarse previamente
antes de las mediciones definitivas.
Se advierte que el resultado puede ser desalentador si no se cuenta con una altura
razonable, lo más apto es contar con un edificio de unos tres pisos. Si se deja caer desde
un primer piso se tendrá un tiempo de caída de 0,8 segundos. Es un intervalo demasiado
breve para las dos pulsaciones del cronómetro, lo que inducirá mucho error. Desde un
tercer piso se tiene un lapso de 1,5 segundos aproximadamente.
Alturas mayores pueden afectar significativamente la aceleración y convierte la
experiencia en peligrosa. Cabe aclarar que el docente debe extremar las precauciones
para evitar lesiones en los alumnos que observen desde abajo. Considérese que la
velocidad con la que impacta la pelotita cayendo desde un tercer piso es de 15 m/seg
(54 km/h).
Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. ¿Qué tipo de trayectoria describe un cuerpo en caída libre?
2. ¿A qué aceleración está sometido el cuerpo? ¿qué valor tiene?
Después de la experiencia:
1. Para una caída de 10 metros ¿tarda el doble de tiempo que para una de 5 metros?
2. Para alturas mucho mayores, por ejemplo de 100 pisos ¿la aceleración será constante
durante toda la caída? ¿por qué?
Actividad extra:
Calcular la velocidad de impacto de la pelota contra el piso.
Discutir sobre la confiabilidad del método para medir alturas.
Actividades propuestas para luego de la experiencia:
Averiguar la altura “real” y comparar los resultados. Discutir.
Si una nube se encuentra a una altura de 1000 metros ¿con qué velocidad consideran
que llegarán las gotas de lluvia al suelo si la caída fuera “totalmente libre”? ¿Qué nos
salva de semejante impacto en la cabeza?
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¿Cuál tardará más?
Tema: Caída de los cuerpos
Objetivo de la experiencia: Comprender que el tiempo de caída de un cuerpo no
depende de la componente horizontal de la velocidad
 Nivel: ESB y Polimodal

Dificultad: Bajo - Medio
Tiempo estimado: Bajo - Medio
Cantidad de integrantes por grupo: La experiencia puede realizarse en forma
individual por parte de los alumnos. Puede ser demostrativa por parte del docente.
Materiales a utilizar de la valija:
 Dispositivo lanza bolitas
 Dos bolas de acero
Breve introducción al tema:
El tiempo de caída de un cuerpo en condiciones ideales (sin rozamiento) está
condicionado por el valor de la aceleración de la gravedad y por la velocidad inicial. A
los efectos de simplificar imaginemos que dicha velocidad es nula. En estas
condiciones, puede comprobarse que el tiempo de caída no se ve modificado si
inicialmente se le imprime una velocidad horizontal al cuerpo. En este caso, la
trayectoria deja de ser una recta para convertirse en una parábola.
Detalle de la experiencia
Se sostiene el dispositivo lanza bolitas en el borde de una mesa asegurando que las
bolitas queden afuera de ésta una vez colocadas en sus alojamientos. Al pulsar el
gatillo, una bolita caerá en forma vertical mientras que la otra caerá con una velocidad
horizontal entregada por el resorte, describiendo una trayectoria parabólica.
La simultaneidad de la llegada al piso se manifiesta por un único chasquido en el
momento de los impactos.
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Actividades de la experiencia:
Antes de la experiencia:
1. ¿Qué trayectoria describe una bomba arrojada por un avión bombardero en vuelo
horizontal?
2. Si la bomba es arrojada desde un globo aerostático en reposo desde la misma altura
¿Cambia el tiempo de caída? ¿Por qué?
Después de la experiencia:
1. Alguien dispara horizontalmente un fusil, al mismo tiempo se le cae una bala desde
la misma altura. El proyectil disparado toca el suelo, que es horizontal, 900 metros más
adelante. ¿Ambas balas golpean al mismo tiempo? ¿Por qué?
2. ¿Qué debe hacerse para que un proyectil tenga mayor alcance?
Actividad extra:
Los alumnos pueden repetir esta experiencia utilizando dos monedas. Una se situará en
el borde de una mesa y la otra en a unos treinta centímetros, luego se le da impulso a la
última hacia el borde tratando que antes de caer choque con la otra. Esta experiencia
requiere bastante práctica, pero cuando se consigue cierta habilidad, es realizable.
 Bibliografía – links: Fuentes sugeridas para docentes y alumnos.
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