Experiencia: Aceleración de un carro dinámico en un plano inclinado
El
objetivo de este experimento es calcular la aceleración de un carrito de
juguete que se mueve hacia abajo en un plano inclinado.
IDEAS
PREVIAS
Si el
carro se coloca sobre un plano inclinado sabemos que se moverá hacia la parte
más baja, se mueve hacia abajo debido a la fuerza de gravedad ya que una que
una componente del peso empuja el carro a lo largo del plano provocando su
caída. Otra componente del peso empuja el carro contra el plano.
PROCEDIMIENTO
1.
Como plano inclinado puedes utilizar una mes
inclinada, una tabla o un riel de
plástico o de metal que tengas en casa.
2.
Incline el plano a modo el punto inicial, cero,
este en la parte alta.
3.
Deja rodar el carrito desde el cero y mide 5 veces
el tiempo que le lleva en ir de o a 20 cm. tus tiempos deben ser parecidos sino
descarta los más alejados y repite para
tener 5 valores similares. El tiempo lo debes expresar en segundos, ejemplo
0.37 s ó 2.17 s.
4.
Repite el paso anterior de 0 a 40, luego de 0 a 60 y
así desde cero hasta cada una de las marcas.
5.
Calcula el tiempo promedio para cada marca. Puedes
hacer una tabla de datos como la siguiente:
|
Intervalo
|
Recorrido
(cm)
|
Tiempos
(s)
|
Tiempo
promedio( s)
|
Dt
|
||||
|
1
|
0 - 20
|
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|
|
|
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|
2
|
0 - 40
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|
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3
|
0 - 60
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|
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|
|
|
|
|
4
|
0 - 80
|
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|
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|
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5
|
0 - 100
|
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|
|
|
|
|
|
6
|
0 - 120
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7
|
0 - 140
|
|
|
|
|
|
|
|
Mejor si
tienes más intervalos.
6.
Grafica la posición del carrito contra el tiempo, como se indica en el ejemplo, usa el tiempo promedio.
7.
En la última columna de la tabla de tiempos calcula
la diferencia de tiempo entre un intervalo y otro; esto es al tiempo de cada
intervalo réstale el intervalo anterior.
8.
Calcula la velocidad en cada intervalo con la
formula; distancia entre tiempo. La distancia entre cada intervalo es de 20 cm
por lo que debes dividir 0.20 entre diferencia de tiempos en cada intervalo.
Llena la siguiente tabla.
|
Intervalo
|
Posición
(cm)
|
Tiempo
(s)
|
Dt
|
Velocidad
(m/s)
|
Dv
|
|
1
|
0.20
|
|
|
|
|
|
2
|
0.40
|
|
|
|
|
|
3
|
0.60
|
|
|
|
|
|
4
|
0.80
|
|
|
|
|
|
5
|
1.00
|
|
|
|
|
|
6
|
1.20
|
|
|
|
|
|
7
|
1.40
|
|
|
|
|
9.
Grafica la velocidad contra el tiempo.
10. En la
columna faltante de la tabla anterior calcula el cambio de velocidad, esto es a
cada velocidad réstale la velocidad del intervalo anterior.
11. Ahora
calcula la aceleración. Para esto divide el valor de Dv/Dt en cada intervalo. Llena la tabla siguiente:
|
Intervalo
|
Posición
(cm)
|
Velocidad
(m/s)
|
Aceleración
(m/s2)
|
|
1
|
0.20
|
|
|
|
2
|
0.40
|
|
|
|
3
|
0.60
|
|
|
|
4
|
0.80
|
|
|
|
5
|
1.00
|
|
|
|
6
|
1.20
|
|
|
|
7
|
1.40
|
|
|
¿Cómo son
los resultados de la última columna?
_quizás
debas omitir el primer valor, ya que para calcular este no había un intervalo
anterior_
12. Realiza la
grafica de aceleración contra tiempo.
CONCLUSIÓN
Describe
tus conclusiones, trata de hacer más de 10 renglones.
Recuerda que todos estos datos se pueden obtener de
un video que hagas del carrito, en el video y con el uso de la computadora
puedes ir sacando los datos de distancia y tiempo.
