Experimento De Movimiento Uniformemente Acelerado

LABORATORIO DE FÍSICA I DEPARTAMENTO DE FÍSICA UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA EXPERIMENTO 6 MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO. (MEDIDAS INDIRECTAS) 2 SESIONES 1. OBJETIVOS     Estudiar experimentalmente un movimiento uniformemente acelerado, en el caso de un cuerpo que cae desde una determinada altura. Con base en el fenómeno físico estudiado realizar el análisis gráfico de losresultados experimentales. Encontrar experimentalmente el valor de la aceleración y compararlo con el valor de la gravedad. Expresar el resultado de medición de la gravedad con su respectiva incertidumbre. 2. INTRODUCCIÓN Un movimiento uniformemente acelerado se define como aquel en el cual la aceleración de un cuerpo permanece constante. La caída libre es un ejemplo típico de este tipo de movimientodebido a que cuando un cuerpo se deja caer libremente, su velocidad va aumentando de manera tal, que su aceleración permanece constante. La aceleración con que cae un balín es aproximadamente constante si no se tiene en cuenta la fricción del balín con el aire. En realidad la aceleración con que cae un cuerpo depende de factores tales como:        La altitud respecto al Ecuador. La altura apartir del nivel del mar. La densidad volumétrica del terreno circundante. La posición del sol y de la luna. La geometría del cuerpo que cae. La viscosidad del medio (aire). El valor de la velocidad (si se ha alcanzado la velocidad límite la aceleración es cero). Esta práctica se realiza empleando alturas relativamente pequeñas, además las características de los aparatos de medida no permiten medirlos pequeños efectos que los factores antes relacionados tienen sobre la aceleración, por tanto para un objeto que cae “libremente” la distancia recorrida está dada por:

Suponiendo que en la ecuación (1) la velocidad inicial

y la altura inicial

son iguales a

cero, se obtendrá una ecuación más sencilla:

Despejando la aceleración de la ecuación (2)

La aceleración que experimenta uncuerpo en un campo gravitacional se le denomina aceleración de gravedad y se le representa por la letra “g”, por lo cual para la ecuación (3) en la práctica de caída libre en el laboratorio, podemos afirmar que ( ).

Esto quiere decir que si se mide el tiempo que tarda el objeto en descender una altura h, se puede determinar el valor de la aceleración (gravedad), pero un dato no será suficientepara obtener un resultado confiable; es necesario realizar varios experimentos y aplicar una metodología basada en el análisis de resultados experimentales con herramientas tales como la estadística y las técnicas de análisis gráfico, por lo cual para obtener el valor experimental de la aceleración (gravedad) en caída libre, es necesario tener los valores promedios experimentales del tiempo ( ̅ )y de las alturas ( ̅ ). Por la razón anterior se explicará la metodología para la determinación de la incertidumbre en medidas indirectas como lo es la medición de la gravedad en esta práctica, pues es un proceso más complejo que puede llegar a involucrar aspectos de cálculo diferencial. a. 2.1 METODO GENERAL PARA EL CÁLCULO DE INCERTIDUMBRE DE MEDICIÓN EN MEDIDAS INDIRECTAS. Recordando que lasmedidas indirectas son aquellas que son resultado de emplear una expresión matemática que implica operaciones con cantidades físicas que fueron medidas directamente, se presenta el siguiente esquema para el cálculo de incertidumbre de medidas indirectas. A continuación se explicaran cada uno de los pasos mencionados en la figura 1 para el correcto cálculo de incertidumbre en medidas indirectas. PASO1: Especificación del mensurando y Establecer el modelo matemático. La especificación del mensurando consiste básicamente en la clara definición de la magnitud a medir. El modelo físico de la medición consiste en el conjunto de suposiciones sobre el propio mensurando y las variable químicas o físicas relevantes para la medición. Se debe tener en cuenta que cualquier medición física, por simple...