Practica mecanica

MECÁNICA
PRÁCTICA DE LABORATORIO GRADO EN INGENIERÍA ELÉCTRICA CURSO 2009/2010

CARRIL MECÁNICO (LEYES DE NEWTON)

INTRODUCCIÓN:

En esta experiencia vamos a realizar tres prácticas diferentes con el carril mecánico. La primera, a velocidad constante; la segunda con aceleración constante y la tercera con momento lineal constante (choque elástico). El carril mecánico es un dispositivo delaboratorio compuesto por un riel con microperforaciones por el que se desliza un carro móvil. Dicho riel se conecta a un compresor que le inyecta aire a caudal y presión constante, que al salir por las microperforaciones del riel, forma entre este y el carro móvil un colchón de aire que permite que el carro móvil se deslice con un rozamiento prácticamente despreciable sobre el riel. Posee ademásdos fotocélulas (una de arranque y otra de parada) conectadas a un cronómetro, lo que nos permite, con la ayuda de la escala que lleva incorporada el riel, medir el tiempo que tarda el carro móvil en recorrer una distancia (que será la separación de las fotocélulas). Para ello, adosamos al carro móvil un accesorio diseñado para activar las fotocélulas. Para poder aplicar una fuerza constantedurante un período de tiempo o durante todo el recorrido, dotamos al carril mecánico de una polea en uno de sus extremos (de la cual despreciaremos su par de rozamiento y su momento de inercia) y por medio de un hilo (que consideraremos inextensible y de masa despreciable) vinculamos al carro móvil con un peso, al que dejaremos caer libremente para obtener una aceleración constante.

DESCRIPCIÓN DELA PRÁCTICA: A) VELOCIDAD CONSTANTE:
La primera parte de la práctica consiste básicamente en nivelar correctamente el riel. Para ello, primero vamos a regular la altura de ambos extremos del carril (con la ayuda de unos tornillos que posee para tal fin), hasta que logremos que el carro no se desplace al dejarlo libremente sobre el carril, lo que nos estaría indicando que esta nivelado. Paracomprobar que verdaderamente esta nivelado, vamos a hacer circular al carro móvil con una velocidad constante sobre el riel, y tomaremos el tiempo que tarda en recorrer una distancia e a un extremo y al otro del carril. Si en verdad esta nivelado, y circula sin la acción de ninguna fuerza externa, el tiempo transcurrido en recorrer dicha distancia, debe ser en ambos extremos el mismo, ya que lasdistancias son iguales, ya que:

ΣF = m.a = 0 m = cte, entonces a = 0
Pero en el caso de que el carril no estuviera correctamente nivelado, la fuerza ejercida por el peso del carro móvil sobre el riel no sería normal a este, por lo tanto tendría una componente en la dirección de la trayectoria, lo que haría que el carro estuviera dotado de una aceleración, que sería positiva en caso de que latrayectoria fuera descendiente, y negativa si la trayectoria fuera ascendente. Cabe recordar que al considerar despreciable el rozamiento entre el riel y el carro móvil, la componente normal al riel del peso del carro móvil no ejerce acción alguna sobre la aceleración, por lo tanto, no influye en la velocidad.

Dirección de la trayectoria PT

PN P Movimiento con aceleración positiva

Dirección de latrayectoria PT Movimiento con aceleración retardada

PN P

Para conseguir que el carro móvil circule por el riel a una velocidad constante la cantidad de veces deseadas, que en nuestro caso serán seis, tres por cada medición para poder realizar un promedio de las mediciones obtenidas, debemos colocar el carro en el extremo del riel contrario a la polea, y colocar un peso en el extremo delhilo que cuelga libremente, para que este cuerpo aplique una aceleración constante al carro durante un cierto tramo del recorrido, que debe permanecer constante en todas las mediciones. Luego de que el peso recorra ese tramo, queda en reposo sobre un soporte, dejando a partir de ese instante de ejercer fuerza alguna sobre el sistema, por lo que, el carro móvil, circulará a una velocidad constante,...