Laboratorio

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO
Valentina Issa, Juan Carlos Gil, Sebastián Cortés.
Laboratorio de Física, Departamento de Ciencias y Tecnología, Universidad Icesi

Resumen
Se hizo el montaje experimental de un carro en un riel con un compresor que permitió despreciar la fricción, se hallaron los tiempos acumulados en que el carro se demora en recorrer el largo del riel. La velocidad estádada por el ángulo de inclinación del montaje y el objetivo final de la práctica es hallar el valor de la gravedad en Cali.

INTRODUCCIÓN
La fuerza Gravitacional, es la fuerza teórica de atracción que experimentan entre si los objetos con masa. Isaac Newton fue la primera persona en darse cuenta que la fuerza que hace que los objetos caigan con aceleración constante en la Tierra (gravedadterrestre) y la fuerza que mantiene en movimiento los planetas y las estrellas es la misma, y a él se debe la primera teoría general de la gravitación. Con esta práctica se pretenderá, mediante un sencillo ejemplo, comprobar el valor aproximado de la fuerza gravitacional en la ciudad de Santiago de Cali.

MARCO TEÓRICO

Cuando existe un movimiento uniformemente acelerado sobre una partícula actúauna fuerza que puede ser externa o interna, en este caso la fuerza externa corresponde a la fuerza gravitacional. En este movimiento la velocidad es variable; a diferencia de la aceleración que si es constante.

En el MUA, se define la aceleración media
(Durante todo el recorrido) como:
1 a=∆v∆t
Y la aceleración instantánea como:
2 a=dvdt

Si reescribimos la ecuación anterior, eintegrando, se obtiene:
3 vovdv=a0tdt
4 v=at+v0
Como la velocidad es igual al desplazamiento sobre el tiempo:
5 v=dxdt
Se integra la expresión anterior:
6 xoxdx=0t(at+v)dt
Obtenemos la siguiente expresión:
7 X=Xo+Vot+12at2
De las ecuaciones 4 y 7 obtenemos la siguiente expresión:
8 Vf2=Vo2+2a(x-x0)

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

El estudio se realizóutilizando el montaje mostrado en la siguiente figura, compuesto de, Riel de aire, compresor de aire, carro, cronometro y el obstáculo que va a ser medido (celda de 10mm de ancho). El carro se deja caer por el riel y el sensor, colocado a una distancia d, mide el tiempo en que este recorre una pequeña franja de 1 cm.

DATOS OBTENIDOS

En la tabla siguiente, se muestran los datos obtenidos durantela medición del tiempo en el que la franja tarda en cruzar por el frente del sensor de medición, los tiempos aquí presentados corresponden a la media de los 5 tiempos obtenidos en cada una de las posiciones del sensor.

Posición Sensor(m) | Media de los tiempos (s) |
| T |
P1=0.03 | 0,0213 |
P2=0.18 | 0,0160 |
P3=0.33 | 0,0133 |
P4=0.48 | 0.0122 |
P5=0.63 | 0.0110 |
P6=0.78 |0.0104 |

ANÁLISIS DE DATOS

Velocidad en cada una de las posiciones del sensor con respecto a la posición del sensor Pi/ΔT:

Vp1=0,4694ms VP12=0.2203 (ms)2
Vp2=0,625ms VP22=0.3906 (ms)2
Vp3=0.7518ms VP32=0.5652 (ms)2
Vp4=0.8196ms VP42 =0.6717 (ms)2
Vp5=0.9090ms VP52=0.8262 (ms)2
Vp6=0,9615ms VP62=0,9244 (ms)2Los valores de la velocidad al cuadrado y la posición del sensor son llevados a la grafica siguiente.

Dependencia de la velocidad del carro en función de la distancia recorrida

Se puede observar claramente, que a medida que aumenta la distancia del sensor respecto al carro, este tiene mayor oportunidad de ganar velocidad.

Se Calculo las siguientes sumatorias para hallar el interceptoy la pendiente
Yi=3,5984
Xi=2,43
Xi2=1,3779
XiYi=1,8273

PENDIENTE
m=61,8273-(3,5984)(2,43)61,3779-(2,43)2=0,93

El valor encontrado anteriormente contiene la información para encontrar la aceleración del carro, pero no es la aceleración del carro como tal.

INTERCEPTO CON EJE Y
b=3,5984-0,93(2,43)6=0.22
En teoría el valor de la raíz del intercepto seria la velocidad inicial del...