Carril De Aire Y Fotodetector

Universidad del Valle
CARRIL DE AIRE Y FOTODETECTOR
Larry Castro, Juan Pablo Ibargüen López, Luis Felipe Ramírez Domínguez
Experimentación en Física I
Universidad del Valle
Grupo 7

RESUMEN

Se realizó el montaje de un carro atado a una masa sobre un carril sin fricción para calcular la aceleración de un sistema dinámico, frente a distintas condiciones, utilizando los principios deM.U.A y la segunda ley de Newton. Se realizó un estudio teórico de los resultados prácticos para obtener un resultado concordante y mediante la elaboración de diferentes curvas de calibración se encontró finalmente un valor aproximado de la gravedad, el cual fue 9.35 m/s2 con un error porcentual del 4.62% . Este resultado que se aproxima al valor teórico de la gravedad, tiene un porcentaje de errordebido a factores y condiciones que inciden un error en las medidas, por ejemplo, el coeficiente de fricción no es cero, la varianza en los pesos, entre otros.


I. INTRODUCCIÓN

El sistema de carrito-masa tiene diversas aplicaciones tanto para demostrar la segunda Ley de Newton como para ver el movimiento uniformemente acelerado.

Para esta situación se tomará una combinación deambas para encontrar el valor de la gravedad a través de la aceleración del carril la cual se obtiene del tiempo en que tarda en recorrer una distancia debido al peso que hala del carril.
Se considera entonces conceptos de la Segunda Ley de Newton, que enlaza la descripción cinemática de cómo se mueven los objetos, la naturaleza de los objetos de acuerdo con la descripción de su masa, la fuerzacomo causa de la aceleración. Es la relación básica de la teoría de Newton y aparece en cada aplicación en forma explícita.

El movimiento uniformemente acelerado se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la velocidad varía proporcionalmente al tiempo lo que determina una aceleración constante.

Este movimiento puede ser acelerado si el módulo de la velocidadaumenta a medida que transcurre el tiempo y retardado si el módulo de la velocidad disminuye en el transcurso del tiempo [1].

II. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para el experimento se utilizó un carril de aire, un fotodetector, un pie de rey para medir las distancias entre los postes y un cronómetro programable, montados sobre una mesa.

Figura 1. Montaje Experimental

Donde un carrito conmasa M que tiene once postes encima, se coloca sobre el carril y se une con una cuerda liviana a un portapesas por medio de una polea, además de la utilización de discos de diferentes masas.
El experimento inició con la medición de la masa de cada disco, del portapesas y el carrito, seguido por la medición de las distancias entre los postes que hacen parte del carrito. Se definió la posicióndel fotodetector para establecer la distancia entre el mismo y el primer poste que conforma el carrito, el cual fue de 0.6 ± 0.0005 metros, además de la calibración del cronómetro con los estándares exigidos para el experimento, que permitió contabilizar los instantes de tiempo entre el primer poste con respecto a los demás al momento de pasar por el fotodetector.

La distancia entre elfotodetector y el primer tubo fue de 60 cm, se utilizaron masas que, por cada prueba iban aumentando en 5 grs.

III. RESULTADOS Y ANÁLISIS
Distancias entre Postes (± 0,00005 m) |
|
d1a2 | 0,010 |
d1a3 | 0,019 |
d1a4 | 0,030 |
d1a5 | 0,040 |
d1a6 | 0,050 |
d1a7 | 0,060 |
Tabla [ 1 ]. Datos de las distancias entre los postes del carrito tomando como referencia el primer poste.Tabla [ 2 ]. Resultados de Ω y la medición del tiempo entre los postes tomando como referencia el primer poste variando las masa colgante.

* Gráfica 1: Representación de ∆t [s] (m1) vs Ω.

m= 2.1908 ± 0.001449
b= 0.0006 ± 0.0003562
r= 0,9998906

* Gráfica 2: Representación de ∆t [s] (m2) vs Ω.

m= 2.0074 ± 0.01362
b= 0.0006 ± 0.000335
r= 0,9998848

* Gráfica 3:...