EXPERIENCIA N° 1: “CINEMÁTICA DE LA PARTÍCULA”

...

- 1 interfase LabQuest mini

- 1 sensor de movimiento

- 1 riel

- 1 carro con disparador

- Soporte universal

Para empezar la actividad se le colocó al riel una plataforma en uno de sus extremos con el fin de dejarlo inclinado con un ángulo determinado, luego en el extremo más alto del riel respecto a la superficie de la mesa del laboratorio, se dispuso el sensor de movimiento puesto con anterioridad en un soporte universal a una distancia pequeña del riel para que así este pudiera registrar la velocidad y la aceleración que tendría el carro durante la experiencia, teniendo ubicado el sensor, se calibro en “cero” y se conectó a su vez con la interfase LabQuest mini que estaba conectada al computador en donde gracias al programa logger Pro se desplegó un gráfico posición-tiempo y uno velocidad- tiempo además de una tabla de datos que registraría los valores del tiempo , posición , velocidad y aceleración del carro, los cuales más adelante se mostraran respectivamente, cabe destacar que en el extremo inferior del riel se colocó una especie de barrera para evitar que el carro saliera de éste cuando viniera de arriba hacia abajo. A continuación se muestra el montaje:

[pic 6][pic 7]

Una vez armado el montaje de la experiencia mostrado en las imágenes de arriba, se procedió a realizarla de la siguiente manera; se colocó el carro con disparador sobre el riel en su parte inferior y de forma coordinada se le dio un empuje a este (hacia arriba) y se procedió en el computador a la misma vez a encender el sensor de movimiento para que registrara los valores del tiempo, posición, velocidad y aceleración del carro durante su recorrido en el riel (cuando iba hacia arriba y luego hacia abajo) para que el programa logger Pro registrara dichos valores en una tabla de datos y a su vez hiciera un gráfico posición-tiempo y uno velocidad-tiempo. Finalmente cabe mencionar que cuando el carro descendía y se aproximaba a la barrera se frenó levemente con una de nuestras manos para evitar que chocara violentamente con dicha barrera.

Ya teniendo los gráficos y por consiguiente los valores del tiempo, posición, velocidad y aceleración del carro, se procedió a ajustar el grafico en el mismo programa quien además entrego la relación funcional de cada grafico respectivamente y el valor de sus constantes. A continuación se muestran ambos gráficos con su respectiva tabla:[pic 8]

De estos dos gráficos, se escogió el primero que es de Posición-tiempo y se consideró el tramo en que el carro iba subiendo el riel, se registró en una tabla posición-tiempo los valores y se rectificó dicho tramo del gráfico. A continuación se muestra la tabla de valores de dicho tramo (cuando el carro iba subiendo el riel) y al final del informe se anexo el grafico sin rectificar y rectificado con su respectiva tabla de valores, relación funcional, el valor de la pendiente y del coeficiente de posición.

Tiempo(s)

Posición(m)

0,05

1,036

0,2

1,012

0,35

0,964

0,5

0,906

0,65

0,85

0,8

0,798

0,9

0,766

1

0,736

1,1

0,709

1,25

0,665

1,4

0,627

1,55

0,597

1,7

0,577

1,85

0,567

2

0,564

Por último se calculó el valor de la aceleración del carro a partir de los dos gráficos anteriores, para lo cual se utilizó el valor de sus respectivas pendientes y sus coeficientes de posición.

Resultados Actividad 1

• Calculo de la aceleración a partir de la pendiente del grafico posición tiempo, así se tomaron dos puntos del grafico rectificado

A2: (0,2; 1,012) y A1: (1; 0,736)

[pic 9]

[pic 10]

[pic 11]

Por lo tanto a partir del primer grafico se obtuvo una aceleración de -0,315 (m/s2)

• Calculo de la aceleración a partir de la pendiente del grafico velocidad tiempo así se tomaron dos puntos del grafico

A2: (0,05; -0,257) y A1: (1; -0,413)

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

Por lo tanto a partir del primer grafico se obtuvo una aceleración de -0,315 (m/s2)

Análisis actividad 1

Las gráficas posición - tiempo (x-t) y velocidad- tiempo (v-t) obtenidas experimentalmente pertenecen a un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A), por lo que la aceleración ocupa un rol crucial en el análisis de estos.

Del gráfico posición – tiempo(x-t) se puede observar que corresponde a una función cuadrática, ya que es representada por una parábola, esto se debe a que el carro avanzo distintas distancias durante su desplazamiento en intervalos iguales de tiempo.

No se pudo apreciar una curva perfecta debido a errores en el montaje y desperfectos en los materiales provocando velocidades intermitentes en ciertos momentos como ejemplo al