Tp de física

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INTRODUCCIÓN:

Un móvil cuya trayectoria es una recta, cuya velocidad varía en cantidades iguales durante intervalos de tiempo también iguales, es decir que su aceleración es constante, describe un movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV).

En este tp estudiaremos el movimiento de un carro que parte del reposo y desplaza sobre una pista inclinada a 3°. Para hacerlo mediremosel tiempo, la velocidad y la aceleración con los sensores barrera Smart-Timer que emplea el carro para recorrer distintas distancias conocidas sobre la pista.

Las ecuaciones que describen este movimiento son

X(t) = x0 + V0.t +½.a.t2

V(t) = v0+ a.t

Procedimiento Experimental:

Los materiales a utilizar son: los sensores de barrera smart – Timer con una precisión hasta ladiezmilésima de segundo, un carro (cuyo movimiento será objeto de estudio), una regla acrílica (su función es bloquear el haz infrarrojo de los sensores - fig.2), una pista (sobre la cual se desplazará el carro), un transportador (para calcular el ángulo de elevación), un soporte y dos topes (pera evitar que el carro salga de la pista y se dañe el material).

[pic]Fig. I: Esquema deldispositivo experimental

En el dispositivo el primer foto gate estará siempre fijo, mientras que el segundo variará en diez centímetros con respecto al sensor 1 (x) para cada medición. La variación mínima será de 10 cm.

Lo primero que se hizo fue estimar las incertezas de las distintas magnitudes a trabajar.

El criterio adoptado para hacerlo fue realizar diez mediciones (de tiempo, develocidad y de aceleración) sin variar las posiciones de los sensores, y calcular la diferencia entre el mayor y el menor valor obtenido de cada una de las magnitudes, y al resultado se lo dividió por dos. Los valores obtenidos fueron volcados a las tablas I, II y III.

Una vez determinada la incerteza de cada magnitud, se realizan las diez mediciones correspondientes al tiempo. Para elloutilizamos los dos foto gates de la siguiente manera: se separan los sensores con una distancia conocida que es determinada por la cinta métrica adherida a la pista; dicha distancia variará para cada una de las mediciones en diez centímetros, teniendo como medida inicial 10cm y una incerteza de 0.5mm que viene dada por la precisión del instrumento y el grosor del foto gate. Lo siguiente es programarel Smart – Timer en modo medición de tiempo con dos gates, que se activa cuando la regla acrílica bloquea el haz infrarrojo del primer sensor, entonces se inicia el cronómetro. Luego es detenido cuando el haz infrarrojo del segundo es interrumpido. La pantalla mostrará el resultado obtenido, ∆t, que será volcado a la tabla IV.

Para medir las velocidades utilizaremos el cronómetro Smart –Timer con un solo foto gate (se desconecta el primero y se trabaja con el segundo), que varía su posición en diez centímetros, teniendo como posición inicial los 10 cm. El Smart –Timer es programado en el modo velocidad con un solo sensor, como ya dijimos. El procedimiento es el siguiente: se alinea el foto gate de manera tal que sea interrumpido por el primer patrón de la regla acrílica (dosfranjas oscuras de 0.5cm de grosor separadas entre si por 0.5cm). Las franjas interrumpen seguidamente el haz infrarrojo, de manera tal que el dispositivo mida el tiempo transcurrido entre ambas interrupciones y, al saber que el desplazamiento es de 1 cm., calcula la velocidad del carro, que es instantánea porque t (s) tiende a cero, es decir, que transcurre muy poco tiempo entre las interrupciones decada patrón de la regla. Los resultados son mostrados en el display y volcados a la tabla IV con su respectiva incerteza.

Por último, para determinar las aceleraciones que presenta el carro, se vuelve a conectar el sensor 1 que quedará fijo, mientras que el número 2, con una posición inicial de 10 cm. con respecto al primero, variará la distancia en diez centímetros para cada medición. El...
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