En esta experiencia se medirán indirectamente el volumen y la densidad de una golilla

...

- Vaya a la gráfica v(t) y elija en ella el segundo punto de su registro. Tome nota del instante y la velocidad correspondiente, designándolos por to y vo, respectivamente.

- De la misma gráfica v(t) obtenga el valor de la aceleración, dado por la pendiente de la recta de ajuste lineal.

- En el gráfico de x(t) encuentre el valor de x correspondiente al mismo instante que ya designó por to.

- Reemplace los valores de xo, vo, to y a, en las tres ecuaciones dadas más arriba en Teoría.

- Con la ecuación x/t obtenida en el punto anterior calcule el valor de x para el instante correspondiente décimo punto en el gráfico x(t). Aplique los criterios de cifras significativas. Compruebe que el resultado de x obtenido en el cálculo coincide con valor de x del décimo punto que le entrega el gráfico x(t).

- Con la ecuación v(t) obtenida en el punto 4, calcule el valor de v para el instante correspondiente al octavo punto en el gráfico v(t). Aplique los criterios de cifras significativas. Compruebe que el resultado de v obtenido en el cálculo coincide con valor de v del octavo punto que le entrega el gráfico v(t).

- Si el tiempo lo permite su profesor le indicará qué otra actividad realizar.

PREGUNTAS:

- ¿Cuál es el objetivo de este experimento?

- Escriba las tres ecuaciones siguientes para el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: Posición en función del tiempo, velocidad en función del tiempo y velocidad en función de la posición.

- ¿Cuánto miden los pequeños desplazamientos para los cuales la polea registra los tiempos? Expréselos en metros y en centímetros.

- ¿Qué datos se obtendrán con el programa Data Studio en este experimento?

- ¿A partir de qué gráfico se obtendrá la aceleración del movimiento?

- ¿Qué gráficos deberán aparecer en la realización del experimento?

- ¿Cómo verificará que el riel de aire está horizontal?

- ¿De qué manera se logra aplicar una fuerza constante al carro?

- ¿Qué significa que el movimiento sea rectilíneo uniformemente acelerado?

---------------------------------------------------------------

- Experiencia 3: Caída Libre

- EQUIPOS NECESARIOS

Science Workshop, 1 fotopuerta, 1 lámina obturadora, 1 juego de pesas, 1 receptáculo con soporte.

- OBJETIVO

- Observar que los cuerpos en caída libre se mueven con igual aceleración, independientemente de su masa y de la velocidad inicial que tengan al realizarse el registro de su movimiento.

- Observar y analizar el gráfico v/t de un cuerpo en caída libre.

TEORÍA:

La caída de los cuerpos se debe a la atracción gravitacional que ejerce la tierra sobre ellos. El movimiento de los cuerpos en caída libre es rectilíneo uniformemente acelerado. Su aceleración se denomina “aceleración de gravedad” y se designa por “g”.

En este laboratorio la aceleración se calcula aplicando un ajuste lineal al gráfico v/t. Su profesor le indicará el procedimiento para ello.

- PROCEDIMIENTO

Se estudiará el movimiento en caída libre de una lámina que tiene franjas negras y transparentes alternadas. Esta lámina se denomina “lámina obturadora”. Se experimentará dejando caer la lámina sola y agregándole diferentes masas. También se experimentará con caídas desde diferentes alturas. En cada caso se registrará la caída haciendo pasar la lámina por una “fotopuerta”, que es un sensor de movimiento. Este sensor es sucesivamente bloqueado y desbloqueado por las franjas de la lámina, cuando ésta pasa frente a él. Así, se medirá el tiempo que demora la lámina en recorrer tramos de 0,05 [m] que es el largo de una franja negra más el largo de una transparente contigua. Una vez obtenido el registro de una caída, el software asociado a la experiencia permite graficar v/t.

- PARTE I: Configuración del computador

- Encienda la Interfase 750 y luego el computador.

- El sistema estará configurado para que el sensor haga el registro de datos requeridos y además despliegue el gráficos v/t correspondientes a la caída de la lámina.

PARTE II: Registro de las caídas.

- A manera de ensayo, sin realizar mediciones, sostenga la lámina colgando verticalmente sobre el sensor, de manera que al soltarla pase por él bloqueando y desbloqueando el haz de luz que éste emite. Se debe tratar que la lámina en su caída se mantenga lo más vertical posible. Si es necesario ensaye varias veces hasta considerar que ella no cae inclinada. ¿Por qué será necesario esto?

- Una vez seguro de lo que va a realizar. Haga un clic en “inicio” y suelte la lámina, deteniendo el tiempo una vez terminada la caída.

- Automáticamente aparecerá el gráfico v/t, al cual usted debe aplicarle un ajuste lineal. Los parámetros de este ajuste, le permitirán obtener la aceleración del movimiento. ¿cuál de los parámetros indica el valor de la aceleración a?

- Repita este proceso cuatro veces más, tratando de que la lámina caiga desde la misma altura. Observará que, a pesar de repetir todo de la misma manera, las aceleraciones no son exactamente iguales. Las diferencias entre ellas le indicará el grado de incertidumbre que tienen los valores de aceleración obtenidos en este experimento. Anote en la Tabla 1 las aceleraciones obtenidas.

- Repita el punto 4, pero esta vez dejando caer la lámina desde diferentes alturas, para que al iniciarse el registro del movimiento, cuando la lámina bloquea por primera vez al sensor, ésta tenga distintas velocidades iniciales. Anote en la Tabla 2.los valores obtenidos para la aceleración de la lámina.

- Agregue una masa a la lámina para aumentar la masa del cuerpo que cae. Registre el movimiento de caída de ella y obtenga su aceleración, tal como lo hizo anteriormente. en la Tabla 3.

- Agregue más masa a