Two Rubber Bands Hold the Bottle
Esta es la propia experiencia Explora de la lección, con las medidas incluidas. Una botella de agua cuelga de dos gomas elásticas idénticas pasadas por dos ganchos. Separa los ganchos y la botella no pesa más, y sin embargo ambas gomas se estiran más cada vez. Lee el alargamiento frente a la longitud natural, lee el ángulo en el transportador, y la tensión sale de la ley elástica sin haberla supuesto.
Cómo usar esta simulación
- Lleva Ganchos separados de 4 cm a 26 cm para cambiar el ángulo sin tocar la carga
- Cambia el agua de la botella para cambiar el peso que soportan las dos gomas
- Pulsa Registrar este ensayo para construir la tabla de ángulo y alargamiento que pide la lección
- Usa la barra de cámara para mirar de cerca el gancho y su transportador
Qué observar
- Separar los ganchos aumenta el ángulo con la vertical y el alargamiento de ambas gomas
- El peso no ha cambiado: la tensión añadida es obra exclusiva del ángulo
- Las componentes horizontales son siempre iguales y opuestas y se cancelan a cualquier ángulo
- La comprobación 2T cos θ = W se cumple en cada ajuste, hasta el último decimal
- Añadir agua también estira las gomas, pero eso es la carga cambiando, no la geometría
- Con un ángulo amplio la tensión de cada goma puede superar el peso entero de la botella
La física detrás
Cada goma solo puede tirar a lo largo de sí misma, así que solo la componente vertical de su tensión levanta algo. Con las gomas a un ángulo θ con la vertical, las dos componentes horizontales son iguales y opuestas y se cancelan —ΣF_x = 0— mientras que las dos verticales se suman para sostener la carga: 2T cos θ = W. Como cos θ disminuye al crecer θ, sostener el mismo peso con un ángulo mayor exige una T mayor, y la goma se estira hasta que la ley elástica T = kx la proporciona. La profundidad a la que cuelga no se elige aquí: se resuelve de la geometría y la ley elástica a la vez, de modo que el alargamiento en pantalla es una medida en el mismo sentido que en el experimento real.