Carril De Aire Y Fotodetector

Movimiento de rotación y traslación
Melissa Escobar, Luz Ángela Charry, Anabel Caicedo
0936326, 0932297,0934886
Curso 106070M – 06
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Noviembre 17 de 2010

Resumen
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El objetivo de esta experiencia fue determinar la aceleración de un objeto impulsado por un carril de aire, mediante unfotodetector. Para el desarrollo de la práctica, se ubicó un carrito con 10 postes en su parte superior, en un carril de aire; un extremo del carrito estaba atado a una cuerda liviana y esta a su vez pasaba por una polea; el otro extremo de la cuerda sujetaba un portapesas al cual se le adicionaron distintas masas. El carrito debió pasar por el fotodetector; este equipo registro el tiempo en que tardo cadaposte en pasar por el haz de luz generado por el mismo. Un cronometro programable tomó el tiempo que tardaron los 10 postes en atravesar el fotodetector.
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Introducción
Se denomina movimiento rectilíneo, aquél cuya trayectoria es una línea recta.

Figura 1. Movimiento rectilíneo

En la recta se sitúa un origen O, donde estará un observadorque medirá la posición del móvil x en el instante t. Las posiciones serán positivas si el móvil está a la derecha del origen y negativas si está a la izquierda del origen [2]
En la mayoría de los casos, la Velocidad de un objeto cambia a medida que el movimiento evoluciona. A éste tipo de Movimiento se le denomina Movimiento Uniformemente Acelerado.
Aceleración: La Aceleración es el cambio develocidad al tiempo transcurrido en un punto A a B. Su abreviatura es a.
Velocidad inicial (Vo) : Es la Velocidad que tiene un cuerpo al iniciar su movimiento en un período de tiempo.
Velocidad final (Vf) : Es la Velocidad que tiene un cuerpo al finalizar su movimiento en un período de tiempo[3]

Objetivos
* Objetivo general:
Usar un fotodetector para la adquisición de datos einterpretarlos.
* Objetivos específicos:
* Hacer graficas para visualizar el comportamiento de la aceleración resultante de un sistema.
* Utilizar el ajuste de mínimos cuadrados para juzgar la linealidad de la relación de los datos y determinar el valor del intercepto y de la pendiente, con sus respectivas desviaciones.
* Estudiar el comportamiento de la aceleración del sistema sometido a lafuerza gravitatoria y compararlo con las expectativas teóricas.
* Hacer consideraciones acerca del modelo teórico desarrollado y decidir acerca del efecto de los elementos despreciados.

Discusión teórica
El sistema que se estudia consta de un carrito M, la masa colgante m, la cuerda liviana y la polea de fricción, para aproximar teóricamente el problema se supone lo siguiente [1]:
*Se desprecia la masa de la cuerda y se asume inextensible.
* Se desprecia el momento de inercia de la polea, así como su fricción.
* El carril de aire por el que se desplaza el carro reduce la fuerza de fricción y se puede considerar despreciable.
El sistema se modela solo considerando la masa M y la masa colgante m.
De acuerdo con las leyes de Newton, se tiene para M:
N-Mg=0Ec. (1)
T=Ma Ec. (2)
Donde N es la fuerza normal sobre el carrito, T es la tensión de la cuerda, Mg es el peso del carrito y a la aceleración.
Para m:
mg-T=ma Ec. (3)
Al sustituir la ecuación 2 en la ecuación 3 se obtiene:
a=m/(m+M)g Ec. (4)
Si la gravedad es constante y las masas M ym no varían, entonces la aceleración a permanece constante. La ecuación 4 sugiere la variación a respecto a m, que se estudiará experimentalmente.
Dado que el carrito de masa M, tiene un movimiento con aceleración constante, las ecuaciones cinemáticas de este movimiento son[1]:
a=a0 Ec. (5)
v=a0 t Ec. (6)
x=12gt2 Ec....