Carril de aire

Carril de Aire y Fotodetector
(Medición de la gravedad)



RESUMEN
En el experimento se buscó estudiar el comportamiento de la aceleración, que otorgaba el peso de una masa colgante que bajaba gracias a una polea y que se unía a un carro que se deslizaba por un carril de aire. En primera medida se intento minimizar los errores sistemáticos utilizando un nivel para que el carro se deslizaralibremente. Luego de obtener los datos con el equipo del laboratorio se realizo un par de graficas que ayudo a determinar los valores de las diferentes aceleraciones y de la gravedad.
OBJETIVO
El objetivo de la práctica, es obtener un valor de la aceleración del cuerpo sobre el carril al cambiar la masa que los une para determinar un valor cuantitativo de la gravedad.
Además de Compararcon las ecuaciones los valores experimentales de la aceleración buscando modelar en forma ingenieril los resultados.

INTRODUCCION
DESCRIPCIÓN INICIAL DEL EXPREIMENTO:
Un sistema compuesto por dos cuerpos unidos por una cuerda, en el cual, uno se encuentra colgando y el otro sobre un carril por el cual se desplaza para medir una distancia recorrida. El equipo a utilizar permite minimizarapreciablemente la fricción del carril causada por un colchón de aire que permitirá desplazar el cuerpo fácilmente, además de poder despreciar la masa de la cuerda y el rozamiento de la polea al igual que su masa. Se tendrá acceso a un sistema de medición del tiempo compuesto por un foto-detector y un cronómetro digital.
El movimiento en una dimensión está descrito como el movimiento que realiza unobjeto en un solo eje (en teoría, generalmente, se toma el eje X como referencia) para analizar el desplazamiento, la velocidad y la aceleración. Estos conceptos harán posible que se estudie el movimiento de objetos que experimentan una aceleración constante.
El movimiento en una dimensión con aceleración constante despreciando la fricción, nos sirve para poder calcular la distancia y la velocidadque el cuerpo puede obtener al no cambiar su aceleración. Cuando un objeto se mueve con aceleración constante, la Aceleración instantánea en cualquier punto en un intervalo de tiempo es igual al valor de la Aceleración media sobre todo el intervalo de tiempo.
Al afirmar lo anterior, se pude deducir que si y to = 0 se obtiene que y así v = vo + at ; de donde se puede definir el desplazamiento conaceleración constante de la siguiente forma:

Al hacer los diagramas de cuerpo libre para cada cuerpo tenemos que:
El cuerpo de masa M experimenta una Tensión, un Peso y una Normal. N así: T = Ma (1) y N = Mg (2) T Mg | El cuerpo de masa m experimenta una Tensión y un Peso. T así: mg – T = ma (3) Mg |

Sidespejamos T de la ecuación (3) y lo reemplazamos en la ecuación (2), se va a obtener que:
T = m (g – a) y T = Ma mg – ma = Ma
Concluyendo así, que la aceleración será constante si las masas también lo son.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y RESULTADOS
En la práctica se utilizo un sistema de carril de aire con un foto-detector, el cual permitía deslizar un carrito demasa M sobre un colchón de aire con fricción despreciable. El foto-detector captaba el momento en el que los postes que sobresalen del carrito atraviesan un infra-rojo, esto se realizaba con la ayuda de una masa que colgaba de un porta-pesas y a su vez halaba el carrito mediante una cuerda liviana, como se muestra en la figura 1.
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Figura 1: Diagrama Esquemático del sistema de carril deaire. |

Los siguientes son los datos obtenidos mediante la balanza y el cronometro programable Aslab 1:
m1(Kg) | m2(Kg) | m3(Kg) | m4(Kg) | m5(Kg) | M(Kg) | D(m) |
0.069 | 0.115 | 0.165 | 0.214 | 0.264 | 0.527 | 0.575 |
Tabla A: Masa de los cuerpos que colgaban del porta-pesas cuya masa era 0,02kg, y la distancia del primer poste hasta el foto-detector(D). |
No poste | 1 | 2 | 3 | 4 |...