Física 1

Trabajo práctico Nº 2: CINEMÁTICA
Introducción:
El tema que trataremos en este TP es la cinemática. Estudiaremos el movimiento que describe un cuerpo, en este caso un carro, que se desliza por una pista inclinada. Para esto, mediremos el tiempo que emplea el carro para recorrer distintas distancias y trataremos de determinar si esos tiempos y desplazamientos se relacionan entre sí de maneraque aludan a la ecuación horaria x= f(t) de algún movimiento previamente estudiado. También mediremos la velocidad y la aceleración del carro, ya que el Smart-Timer nos lo permite hacer.

Procedimiento experimental:

Para realizar el estudio del movimiento del carro, utilizamos un dispositivo experimental. Se trata de una pista de aluminio sobre la cual éste se desplaza.
Con ayuda de unsoporte, uno de los extremos de la pista quedó elevado, para así otorgarle una inclinación a la misma. Utilizamos un ángulo de inclinación menor a 5º para evitar que el carro adquiera velocidades muy elevadas.  Se colocaron topes en ambos extremos de la pista para limitar el movimiento del carro. El tope superior sirvió para fijar la posición desde la cual liberamos el cuerpo y el tope inferior, evitóque el carro saliera de la pista. Contamos con dos sensores de barrera, cuya posición determinamos con la cinta métrica adosada a la pista. Estos se encontraban conectados a un cronómetro Smart-Timer.
Sobre el carro se colocó una regla acrílica, cuya función fue bloquear el haz infrarrojo de los sensores, los cuales detectaron de esta manera el paso del carro.

Las mediciones se realizaron dela siguiente manera:
Se configuró el Smart-Timer para medir el tiempo que transcurre entre el bloqueo sucesivo de los sensores. Para esto oprimimos el botón "Mode" y elegimos la magnitud "time", luego señalamos la opción de "two gates" ya que se debían usar ambos sensores. Apretamos el botón de arranque del cronómetro y soltamos el carro desde el tope superior, pasando éste por ambos sensores. Deeste modo se obtuvo el tiempo transcurrido en la pantalla del Smart-Timer.
Antes de realizar diez mediciones con diferentes distancias, medimos con la misma medición la velocidad y la aceleración para luego calcular la incerteza de ambas magnitudes. Para esto configuramos nuevamente el cronómetro en Modo Velocidad y seleccionamos únicamente un sensor de barrera (One Gate), que será el segundosensor, por lo que debemos desconectar los cables de los dos canales del ST y conectar el sensor 2 en el canal 1. Alineamos el haz infrarrojo del sensor para que sea interrumpido por el primer patrón de la regla acrílica, que consta de dos franjas oscuras de 0,5cm separados 0,5cm entre sí.
De esta forma el cronómetro midió el tiempo transcurrido entre las dos interrupciones y sabiendo que eldesplazamiento del móvil en ese tiempo fue 1 cm, se calculó la velocidad media en cm/s presentándola en el display.
Para medir la última magnitud, usamos el Modo Aceleración - Two Gates, por lo tanto volvimos a conectar cada cable en sus correspondientes canales. El cronómetro midió la aceleración media del carro entre los sensores y se utilizó el primer Patrón de la regla acrílica. En el instante enque el sensor 1 se interrumpió el cronómetro determinó la velocidad del móvil (v1) y luego obtuvimos v2 al interrumpir el sensor 2. Como el cronómetro también midió el intervalo de tiempo entre ambas interrupciones, se calculó la aceleración media como (v2-v1)/Δt.
El procedimiento explicado se realizó 10 veces, moviendo el sensor 2 para obtener mediciones de diferentes posiciones. Usamos unamisma distancia para medir las tres magnitudes 10 veces más para obtener el error. Todos los datos fueron volcados en distintas tablas.

Tratamiento de incertezas:
A cada medición que realizamos debimos asignarle una incerteza. Estas las estimamos considerando varias fuentes de error en cada medición realizada con los diferentes instrumentos:
- Para calcular la incerteza del desplazamiento...