Tren Relativista

Sistema de Referència, Fricció, Conservació del Moment Angular

Any de presentació
Assignatura
Física
Grau de dificultat
Materials casolans i no perillosos

Professor / divulgador 

Antonio Serrano Jaén

Centre educatiu

IES l'Assumpció (Elx)

Any de presentació a Ciència entre tots

2019

Llistat de material necessari

  • Roda de bicicleta.
  • Support de tres potes.
  • Rail circular solidari a la roda.
  • Tren de bateries.

Com ho fem?

  1. Subjectem la roda de bicicleta a la base-suport (cal preservar l'eix de la roda per poder fixar-la al support). La roda ha de girar lliurement, amb molta suavitat, per la qual cosa s'ha d'engreixar l'eix i el rodament de boles.
  2. Fixem sobre la roda la via circular, de tal manera que el tren es mogui amb una certa fricció amb la via (si no en coemptes de moure's respecte la via, patinarà).
  3. Una vegada posem en marxa la locomotora veurem que aquesta, així com la roda, es mou aleatòriament fins que, després d'un període d'ajustament, el tren s'atura respecte el terra impulsant la via cap enrere. D'aquí s'infereix la necessitat d'establir un Sistema de Referència, si no el tren estaria en repòs i en moviment a la vegada.

Què observem?

  • Des d'un observador exterior solidari amb el terra, el tren no es mou; encara que respecte a la vía està enterament en moviment. De manera que la pregunta de si el tren està en repòs o en moviment està mal feta: ineludiblement s'ha de preguntar RESPECTE A QUÈ.
  • També s'observa la confirmació de la llei de la conservació del Moment Angular. Si el tren gira en un sentit, la via gira en sentit contrari essent el Moment Angular zero, tal i com era abans de posar el tren en marxa.

Paraules clau

Sistema de Referència, Fricció, Conservació del Moment Angular

Grau de dificultat

Normal

Durada de l'experiència

15 minuts

La podem reproduir utilitzant materials casolans/quotidians i no perillosos?