Determinación De La Aceleración Mediante Diferentes Métodos

Laboratorio N°1
Física.

Objetivo del laboratorio:
* Determinación de la aceleración de un cuerpo mediante diferentes métodos.

Introduccion:

Los cálculos realizados se basan en las leyes de Newton, y solo son validad en un marco de referencia inercial y bajo la hipótesis de tierra plana. Se representa mediante un modelo de partícula y se desprecia el roce con el aire y la superficie.En base a esto, puede obtenerse una estimación para la aceleración, donde el senα=∆h∆X

a=g∆h∆X=gsenα

Esquema.

Donde:
* ∆h: elevación de la pista de la pista.
* ∆X: largo total de la misma
* g: aceleración de la gravedad.
* a: aceleración del carrito.
* α: angulo de inclinación de la pista.

a=9.81ms2∙0.02 m1.2 m=0.163m/s2

Desarrollo:
Para obtener los resultadosbuscados en este laboratorio, se realizaron dos experiencias:

Experiencia n°1:

Instrumentos usados:
* Carrito de prueba.
* Pista. (rango: 0 - 1.2 m ; resol: 0.001 m)
* Fotogate. (resol: 0.01 seg)
* Obturador.
* Sonar.
* Software para PC.

Esquemas de los instrumentos.

Realización de la experiencia:
Para comenzar, una pista estará totalmente horizontal, esto secomprueba colocando el carrito sobre la misma y al no desplazarse, se considerará que ha quedado en posición.
Luego uno de los extremos de la pista se elevará a una altura de 2 cm desde donde descenderá el carrito.
A los 80 cm de distancia sobre la pista, se colocará una fotogate conectada a la PC, que reconocerá un obturador solidario al carrito que cruzará debajo de está, con una banda deobturación de 2,5 cm, midiendo el tiempo, velocidad y aceleración del carrito.
La experiencia consiste en soltar el carrito desde la parte superior de la pista y este al desplazarse pasara bajo el fotogate con la cual se mide el tiempo en que el obturador, colocado en el carro, tarda en cortar la señal. Esto se realizara unas 20 veces, con lo que se obtendrá una aproximación de la velocidad finaldel carrito e indirectamente calcuremos la aceleración del mismo.
Consideramos que el intervalo de tiempo medido por el fotogate es muy pequeño, por lo tanto se lo considera una buena aproximación para la velocidad final.
Vf= lim∆t→0∆X∆t≅longitud de oturaciónintervalo de tiempo medido por el fotogate

Considerando el carrito como sistema físico bajo estudio y aplicando la 2° ley de Newton,obtenemos:

Ecuación n° 1: Posición.

X= X0+V0∙t+12a t2

Donde:
* X: distancia recorrida por el móvil.
* X0: posición inicial.
* V0: velocidad inicial.
* t: tiempo transcurrido.
* a: aceleración del carrito

Ecuación n°2: Aceleración.
Por el lanzamiento del carrito ubicado en X0=0 del sistema de coordenadas cuya V0=0, de las expresiones anteriores, deducimos:

Vf=V0+at(si V0=0 ; X0=0)

X=12at2=12Vfa2 → a=Vf22X

|
∆X (m) | ∆t (s) | Vf(m/s) | |
0.025 | 0.043 | 0.588 | |
0.025 | 0.042 | 0.591 | |
0.025 | 0.043 | 0.576 | |
0.025 | 0.045 | 0.562 | |
0.025 | 0.045 | 0.562 | |
0.025 | 0.044 | 0.567 | |
0.025 | 0.044 | 0.566 | |
0.025 | 0.044 | 0.567 | |
0.025 | 0.044 | 0.567 | |
0.025 | 0.045 | 0.562 | |
0.025 | 0.045 |0.562 | |
0.025 | 0.046 | 0.548 | |
0.025 | 0.045 | 0.549 | |
0.025 | 0.046 | 0.546 | |
0.025 | 0.045 | 0.551 | |
0.025 | 0.044 | 0.564 | |
0.025 | 0.045 | 0.552 | |
0.025 | 0.043 | 0.581 | |
0.025 | 0.044 | 0.564 | |
0.025 | 0.045 | 0.554 | |
0.025 | 0.04435 | 0.5 | Promedios. |
±0.001 | ±0.00 | ±0.001 | Incertidumbres. |

El promedio se calcula como:
i=1nXinSiendo n el número total de mediciones.
La incertidumbre para ∆X corresponde a la resolución del instrumento con el que se realiza la medida.
El tiempo promedio de obstrucción se realiza calculando un valor t promediado con una ecuación establecida y tomando cierta incertidumbre ∆t, calculada a partir de la desviación estándar.
t=t+∆t
t=∆t=120n° de mediciones

Para ∆t, dado que se realizaran...