Aceleración Sobre El Plano Inclinado.

ACELERACIÓN DE UN CARRO MOTORIZADO DE VELOCIDAD VARIABLE Y DE UN CARRO DINÁMICO EN UN PLANO INCLINADO



In physics, acceleration is the rate at which the velocity of a body changes with time. In general, velocity and acceleration are vector quantities, with magnitude and direction, though in many cases only magnitude is considered (sometimes with negative values fordeceleration). The SI unit of acceleration is the meter per second squared (m/s2).
An inclined plane is a flat supporting surface tilted at an angle, with one end higher than the other, used as an aid for raising or lowering a load. Moving an object up an inclined plane requires less force than lifting it straight up, at a cost of an increase in the distance moved. The mechanical advantage of an inclined plane, the factorby which the force is reduced, is equal to the ratio of the length of the sloped surface to the height it spans.

I. INTRODUCCIÓN

En esta experiencia determinamos la posición, velocidad y aceleración en función del tiempo de dos tipos de móviles: uno de motor que funciona con baterías y uno dinámico que se impulsa según la inclinación de un plano. Lo anterior, por medio de un sistema decaptura de datos en tiempo real: un sensor de posición o sensor de movimiento, el cual utiliza pulsos de ultrasonido para detectar la posición. Mediante los software ScienceWorkshop™ y Data Studio Pasco estos datos se pueden almacenar; para luego presentar como tabla de datos, gráficos de posición, velocidad o aceleración en función del tiempo u otras formas de visualizar las mediciones y datoscalculados.

Objetivos:

* Comprender la aceleración como la variación de la velocidad con respecto al tiempo, y qué sucede con ésta cuando la velocidad es variable o constante.
* Medir la posición, velocidad y aceleración con respecto al tiempo de un móvil mediante un sensor de movimiento
* Analizar el comportamiento de un móvil sobre un plano inclinado.
* Estudiar el movimiento delmóvil en diferentes ángulos del plano (carril) inclinado.

II. MARCO TEÓRICO

Un carro dinámico que se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal perfectamente nivelada es empujado hacia abajo por la fuerza de gravedad (peso). La fuerza de gravedad es contrarrestada por la fuerza (reacción) que la superficie de apoyo ejerce sobre las ruedas. Por lo tanto, como no hay fuerza neta haciaarriba o hacia abajo actuando sobre el carro (fuerza resultante nula), el carro no se mueve.
Si el carro se deja caer verticalmente también es atraído hacia abajo por la fuerza de gravedad. Si ignoramos la resistencia del aire sobre el carro, la única fuerza que actúa sobre el carro es la fuerza de gravedad. Debido a esta atracción el carro no solamente cae sino que su velocidad aumenta en lacaída. Podemos decir que gana velocidad a un ritmo constante de 9.8 metros por segundo cada segundo. Este cambio de velocidad está definido por la aceleración de la gravedad, magnitud que se representa por la letra g = 9.8 m/s2 (valor aproximado de g terrestre).
Si el carro se coloca sobre un plano inclinado, también se mueve hacia abajo debido a la fuerza de gravedad. La diferencia es que unacomponente del peso empuja el carro a lo largo del plano provocando su caída. Otra componente del peso empuja el carro contra el plano.

Si suponemos que el plano inclinado de ángulo θ no presenta rozamiento las fuerzas sobre el cuerpo son:
* El peso mg
* La reacción del plano N
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Como hay equilibrio en sentido perpendicular al plano inclinado:
N=mgcosθ
Aplicando la segunda ley deNewton al movimiento a lo largo del plano:
ma= mgsenθ,  
a= gsenθ, 
Si el cuerpo parte del reposo en la posición A, las ecuaciones del movimiento son:
v= gsenθ · t

x= gsenθ · t2/2
Conocido el ángulo θ que forma el plano inclinado con la horizontal, el desplazamiento x del móvil entre A y B y el tiempo t que emplea en desplazarse, despejamos la aceleración de la gravedad g

III....