Determinación de la reacción humana ante el efecto de la caída libre de un objeto

Determinación de la reacción humana ante el efecto de la caída libre de un objeto

Guillermo A. Franco; Andrea V. Raimundo Manchiamelo; Mariel A. Rojas
Laboratorio de Mecánica Clásica-Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura.

Cuando una persona tiene que realizar alguna acción en respuesta a un dado estímulo (visual, auditivo, táctil), transcurre un cierto tiempo entre larecepción del estímulo y la ejecución de la acción. Este intervalo de tiempo se conoce como tiempo de reacción de una persona.
El tiempo de reacción no es una constante, por lo tanto se ve afectado por diferentes factores como la atención y el estado general del organismo, por ejemplo, enfermedades, somnolencia, estado anímico y emocional, nivel de estrés, entre otros.
Para nuestro experimentomedimos el tiempo de reacción humana ante el estímulo de caída libre de un objeto. Conociendo como caída libre a la acción de dejar caer, desde cierta altura, un cuerpo donde la fuerza de gravedad actúe sobre él, contando con que la velocidad inicial es cero. Por lo tanto, un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad, despreciando la resistencia del aire.

Caída libreTeniendo como objetivo determinar distintos valores de tiempo de reacción para cada uno de los operadores (personas que intervienen en el desarrollo experimental), se pueden describir las fórmulas a utilizar en este experimento.



Dado el fenómeno de caída libre de un cuerpo, se puede hallar un valor de tiempo de reacción para cada longitud (distancia) recorrida por el cuerpo al caer através de la siguiente fórmula:

d=1/2 gt^2
Donde:
d es la distancia recorrida por el objeto al caer (caída libre).
g es la aceleración de la gravedad (9,81 m/s^2).
t es el tiempo que dura la caída (tiempo de reacción).

Por lo que el tiempo de reacción puede despejarse de la siente forma:

t=√((2 d)/g)(1)

Al obtener una cantidad (n) de valores de distancia (d), encontramos para cada uno de esos valores un valor de tiempo de reacción (t) correspondiente. De esta manera, se sacará el promedio de todos los tiempos registrados con la ecuación:

t ̅=(∑_(i=1)^N▒t_i )/N(2)
Una vez llegado al resultado de la ecuación anterior se calcula el error medio cuadrático, o también denominado error medio de una observación, que permite obtener la variación de la distribución; por medio de la fórmula:

σ_t=√((∑_(i=1)^N▒(t_i-t ̅ )^2 )/(N-1)) (3)



Lafórmula anterior se utiliza para efectuar la comparación de una serie de observaciones. Con el resultado anterior solo queda hallar el error promedio por medio de la ecuación:

σ_(t ̅=σ_t/√N) (4)

Con este ultimo valor hallado se podrá estimar cuál será el error al calcular el tiempo paracada valor que se tome de la distancia recorrida por el objeto en cuestión.

Desarrollo experimental
Un caso particular para medir el tiempo de reacción de una persona es, a través de la acción de reaccionar ante el estímulo de la caída libre de una cinta milimetrada con un peso dado, sujeto en su extremo inferior.
Este experimento necesito de los siguientes materiales:
Cinta milimetrada(60cm).
Cuatro monedas: $0,25
$0,50
2 de $1
Cinta adhesiva.
Instrumento para accionar ante el estímulo (lápiz).
Apoyo vertical firme (la pared, que servirá de guía para la cinta y que, a su vez, no permitirá que la cinta se hunda ante la reacción del operador).
Sabemos que los impulsos nerviosos tardan, en una persona...