cinematica

Cinemática

Introducción:
En este Trabajo Práctico nos proponemos estudiar el movimiento de un cuerpo, en este caso un carro que se desliza por una pista inclinada. Para ello nos interesa medir el tiempo que emplea el carro para recorrer distintas distancias conocidas sobre la pista y tratar de determinar si esos tiempos y desplazamientos se relacionan entre sí de manera que remitan a laecuación horaria x=f(t) de algún movimiento conocido.
Debemos tener en cuenta el concepto de MRUV (Movimiento rectilíneo uniformemente variado) y también el de MRU (Movimiento rectilíneo uniforme), para luego poder lograr el objetivo de determinar el tipo de movimiento que realiza el carro sobre la pista inclinada y analizarlo para de esa manera descubrir los diferentes tipos de relación entrelas magnitudes que lo definen.

Procedimiento experimental:


Nuestro dispositivo experimental (Ver figura I) consiste en una pista de aluminio inclinada, sobre la cual se va a deslizar el carrito que producirá el movimiento que nos proponemos estudiar. A través de un soporte es posible elevar uno de los extremos para darle la inclinación. El ángulo de inclinación (en nuestro caso (3±1)º)será medido por un transportador que se encuentra adosado a la pista. Además ésta lleva adosada una cinta métrica que utilizamos para medir la distancia entre los sensores, que es igual al desplazamiento del carro (Δx).
Posee dos sensores de barrera que, conectados al Smart-Timer permiten medir el tiempo, la velocidad y la aceleración del carrito en cada posición determinada. El carrito posee unaregla acrílica (Ver figura II) cuya función es bloquear el haz infrarrojo de los sensores, los cuales detectarán de esta manera el paso del carrito.








Para realizar las mediciones creamos un sistema de referencias ubicando nuestro punto X0 en el primer sensor, que permanecerá fijo y que se encuentra a 20 cm del inicio de la pista (el cual coincide con el inicio de la cinta). Elsegundo sensor será móvil y nos permitirá definir diferentes distancias que van de 5cm en 5cm; de 10cm en 10cm y de 20cm en 20cm para facilitar los gráficos.
La experiencia consistía en dejar que el carro se deslice por la pista, liberándolo desde el tope superior. Primero, utilizando dos sensores de barrera, mediremos el intervalo de tiempo que tarda el carrito en recorre una determinada distancia.Los sensores de barrera detectan las interrupciones que se producen en un haz infrarrojo que va de un extremo a otro del sensor. Cada vez que este haz es bloqueado por un objeto el sensor envía una señal eléctrica que será interpretada por el cronómetro, lo que permite cronometrar el tiempo transcurrido entre el bloqueo sucesivo de dos sensores.
Éste, cuando es usado junto a la regla acrílica ylos sensores de barrera permite medir la velocidad y la aceleración, que son dos magnitudes que también utilizaremos en este trabajo para reconocer el movimiento del que se trata.
En el caso de la velocidad usaremos solamente el segundo sensor, que lo colocaremos en las mismas posiciones que se utilizaron para medir dichos valores de tiempo. Trabajaremos con el primer patrón de la reglaacrílica, la cual posee dos franjas oscuras que se encuentran separadas por 1cm y que al pasar el carro por el sensor, el cronómetro mide el tiempo entre las dos interrupciones sucesivas del haz infrarrojo. Por lo tanto el cronometro mide el tiempo que emplea el carro en efectuar un desplazamiento (Δx) de 1 cm y luego calcula la velocidad instantánea como v= Δx/ Δt. Cabe aclarar que en la experiencia, elcarrito ya llevará una velocidad inicial en el momento del conteo, dada por la distancia entre el tope desde donde se libera y el primer sensor que se encuentra aproximadamente a los 20cm.
Para la medición de la aceleración utilizaremos nuevamente los dos sensores y el proceso que realiza es el siguiente: al pasar el carro por el sensor 1, el cronómetro mide la velocidad del carro en esa...