FISICA 1234


OBJETIVOS
Analizar el movimiento de un cuerpo que rueda hacia abajo sobre un plano inclinado.
Analizar cómo depende la aceleración de ese cuerpo con el ángulo de inclinación de un plano inclinado.

FUNDAMENTO TEÓRICO
Un carrito rueda hacia abajo sobre un plano inclinado, de ángulo de inclinación (θ), debido a la gravedad (Figura 1). En la Figura 2 se muestra la proyección de laaceleración de la gravedad y su descomposición según un sistema de ejes ortogonales acorde a la inclinación del plano. La componente de la gravedad paralela a la superficie inclinada es g sen (θ); despreciando el rozamiento, ésta es la aceleración neta del carro.

Considerando que el carrito parte del reposo y que el movimiento del cuerpo sobre el plano inclinado se describe en componentes del eje de lasabscisas, se tiene que:
x0=0,t0=0, a=cte




Conociendo que x=d y t=tiempo promedio, la aceleración del mismo puede ser calculada como


Entonces


Graficando la aceleración en función de sen(θ) se obtiene una recta cuya pendiente es igual a la aceleración debida a la gravedad, g.
a[cm/s2]



sen(θ)
Para calcular el error absoluto de las aceleraciones, es necesario utilizar lapropagación de errores

Donde


El error de apreciación del tiempo es de 0,0001 segundos.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Se encontró el sistema armado, el cual consta de una pista, una base y un soporte. Luego se midieron los catetos opuestos y adyacentes, y se registraron los valores en la Tabla 1.
2. Los “photogates” colocados en las posiciones iniciales y finales del recorrido, permitieronmedir la distancia “d” entre ellos.
3. Se dejó caer el carrito desde el reposo en la posición inicial del recorrido. Mientras con la adquisidora de datos se iba determinando el tiempo empleado en la trayectoria. Este punto se repitió 9 veces, registrándose los valores en la Tabla 2
4. Se repitió el punto anterior, con 5 alturas diferentes, bajando la pista 3,0 cm aproximadamente cada vez. Seterminó de completar la Tabla 2.
5. Para la última altura, se repitió el punto 3 pero se le agrego una masa extra. Se registraron los datos en la tabla h´ de la Tabla 2.
6. Para cada altura h se calculó el tiempo promedio y la aceleración, y también el error de cada aceleración, registrando los valores en la Tabla 3.
7. Se calculó para cada altura el sen y para completar la Tabla 3
8. Se graficaronlas aceleraciones obtenidas en función del sen (. Por último se calculó la pendiente de la recta resultante y la diferencia porcentual entre la pendiente y g.

RESULTADOS EXPERIMENTALES
Distancia entre photogates: “d”= 100,0 0,1 [cm]
Tabla 1: Valores de los catetos adyacentes (C.A), catetos opuestos (C.O) y la hipotenusa (HIPOT.) para cada altura

H1=
H2=
H3=
H4=
H5=
C.A





C.O





HIPOT.Tabla 2: Datos de tiempos y alturas para cada uno de los ensayos
N° Ensayos
H1:
H2:
H3:
H4:
H5:
H´5:

t(s)
t(s)
t(s)
t(s)
t(s)
t(s)
1






2






3






4






5






6






7






8






9






10






Promedio







Tabla 3: Calculo de aceleración y ángulo para cada altura considerada

Aceleración [cm/s2]
Error [cm/s2]
sen

H1:




H2:




H3:




H4:




H5:





Pendiente de larecta*:
*Par de puntos utilizados para la pendiente de la recta:
Diferencia porcentual entre la pendiente y g = x 100% = ___________
ANÁLISIS DE RESULTADO
1. La pendiente de la recta graficada con los puntos experimentales debe ser igual a g. ¿Qué puede decir de la comparación de ambos valores?.
2. ¿El tiempo de reacción del observador produciría un porcentaje de error mayor valores de paraángulos chicos o grandes? Justificar brevemente.
3. Si la masa del carrito fuera del doble, ¿afecta los resultados? En caso afirmativo, ¿cómo lo haría? Justificar la respuesta.
4. ¿Es válida la hipótesis de que el rozamiento es despreciable en éste práctico? ¿Por qué?
5. ¿Cuál es la mayor fuente de error en la realización de la práctica? ¿Cómo lo mejoraría?
1) Se puede observar que existe una...