Plantilla de informe laboratorio de fisica

Informe Plano Inclinado
Jefferson García Aristizábal
Laboratorio de Física
Departamento de ciencias físicas y tecnológicas, Universidad ICESI

Resumen
Se presenta el análisis realizado a un carro (prototipo miniatura) en movimiento a lo largo de un plano inclinado con aceleración constante, a través de un carril que proporciona un colchón de aire para que el carro se deslice sin fricciónsobre él.

INTRODUCCIÓN
Analizaremos los cambios de velocidad de cuerpo que se desliza a lo largo de un carril inclinado sin fricción, esta velocidad se estima a través de un sensor IR el cual vamos a ir desplazando a lo largo de carril para medir el tiempo que se demora en pasar una bandera que está conectada al cuerpo, por el sensor. De esta forma estos tiempos nos servirán para hallar loscambios de velocidad del prototipo del carro a través del plano inclinado, y así mismo poder estimar la pendiente por la ecuación de mínimos cuadrados tomando la distancia de cada punto del sensor como Xi y las velocidades al cuadrado v(m/s)² Yi que se calculan a través de los datos tomados; está pendiente se tomara como la aceleración del carro a través del plano inclinado.

MARCO TEÓRICO
Elplano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.

Plano inclinado y fuerzas que actúan sobre el sólido.

Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerzade rozamiento.

Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático neerlandés Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.

Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las mismas.

En primer lugar se debeconsiderar la existencia de una fuerza de gravedad, también conocida como peso, que es consecuencia de la masa (M) que posee el cuerpo apoyado en el plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con una dirección vertical y representada en la figura por la letra G.

Existe además una fuerza normal (N), también conocida como la fuerza de reacción ejercida sobre el cuerpo por el plano como consecuenciade la tercera ley de Newton, se encuentra en una dirección perpendicular al plano y tiene una magnitud igual a la fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece representada por N y tiene la misma magnitud que F2= M.g.cosα y sentido opuesto a la misma.

Existe finalmente una fuerza de rozamiento, también conocida como fuerza de fricción (FR), que siempre se opone al sentidodel movimiento del cuerpo, su magnitud depende tanto del peso como de las características superficiales del plano inclinado y la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un coeficiente de rozamiento. Esta fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα para que el cuerpo se mantenga en equilibrio. En el caso en que F1 fuese mayor que la fuerza de rozamiento el cuerpo se deslizaría haciaabajo por el plano inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe realizar una fuerza con una magnitud que iguale o supere la suma de F1 + FR.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
El estudio se realizó utilizando el montaje mostrado en la figura 1. en donde El sistema consiste en un carril que proporciona un colchón de aire para que un carro planeador se deslice sin fricción sobre él. El carril seencuentra inclinado un ángulo respecto a la horizontal. Sobre el carro, se sujeta una bandera de 10.0mm la cual va a interrumpir el haz infrarrojo del sensor que controla el cronómetro, midiendo el tiempo que demora la bandera en cruzar frente al sensor.

Bandera

Carro

Carril sin Friccion

Sensor IR
Plano inclinado

Figura 1. Montaje experimental para la aceleración de cuerpo a lo largo...