fisica u

Problema 2.3 movimiento hacia arriba y hacia abajo por un plano
inclinado
Usted trabaja en el comité de seguridad del parque de diversiones del Salitre. En uno de
los juegos mecánicos se lanza un carro hacia arriba por una pista inclinada hasta
detenerse al final de ella, luego invierte la dirección del movimiento y regresa al punto de
partida. Como miembro del comité de seguridad ustedqueda encargado de encontrar la
aceleración del carro durante todo el viaje. Usted decide construir un modelo en el
laboratorio para analizar el problema
Equipo
Para la realización de esta práctica usted dispondrá de una pista rígida de aluminio, un
carrito con ruedas de baja fricción
En esta ocasión usará como “cronómetro” un dispositivo electrónico: un fotosensor
SMART TIMER de Pasco, cuyadescripción y funcionamiento aparecen al final de este
laboratorio.
Preguntas
1. Suponga que un objeto que desciende o asciende por un plano inclinado se mueve con
aceleración constante
2. Haga un esquema que muestre el plano y dibuje un eje coordenado paralelo a la
superficie del plano. Oriente su eje positivamente hacia arriba (por supuesto habría
podido escogerlo al contrario). Dibuje unobjeto moviéndose hacia arriba con
aceleración constante, muestre la dirección del movimiento, dibuje los vectores de
velocidad y aceleración. Dibuje el gráfico de aceleración vs tiempo para este objeto
moviéndose hacia arriba (tenga en cuenta que su eje coordenado está orientado
positivamente hacia arriba)
3. Repita el paso anterior para un objeto que se mueve hacia abajo, con aceleraciónconstante, por un plano inclinado. Conserve el mismo sistema coordenado
4. Ahora considere que el movimiento del objeto sobre el plano inclinado comienza
desde abajo, después de proporcionarle un impulso inicial, asciende hasta detenerse y
regresa al punto de partida. Dibuje los gráficos de aceleración vs tiempo, velocidad vs
tiempo y posición vs tiempo para el movimiento completo. Mantenga elsistema de
referencia que ha usado.
¿CÓMO ES, DURANTE TODO EL MOVIMIENTO, LA ACELERACIÓN DE
UN OBJETO QUE SE LANZA HACIA ARRIBA POR UNA RAMPA Y
LUEGO REGRESA A SU PUNTO DE PARTIDA?
5. Escriba las expresiones matemáticas que considere describan mejor las gráficas que
realizó en el punto anterior. ¿Hay constantes?, ¿qué cantidades cinemáticas
representan estas constantes? Determínelas a partirde los gráficos
Predicciones
Dibuje el gráfico de aceleración vs tiempo de un carrito que se lanza con una velocidad
inicial hacia arriba por una pendiente, asciende hasta detenerse, luego invierte la
dirección del movimiento y regresa al punto de partida. La gráfica debe corresponder al
movimiento completo
¿Piensa que la aceleración del carro cuando sube es mayor, menor o igual que cuandobaja? Explique
¿Cual es la aceleración del carro en el punto más alto?
Exploración
Tómese algún tiempo para conocer el funcionamiento del fotosensor; ensaye moviendo
su mano para que el dispositivo mida tiempos o velocidades o aceleraciones de esta
movimiento. En particular reflexione sobre el significado del signo negativo que aparece
en la pantalla en algunos casos.
Observe cómo se mueveel carrito por la pista inclinada; ASEGÚRESE DE
ATRAPARLO ANTES QUE TERMINE EL RECORRIDO POR LA PISTA; SI CAE
AL PISO SE ROMPERÁ. Encuentre la forma más apropiada de medir, de manera
reproducible, el ángulo de inclinación de la pista. Encuentre ángulos que le aseguren
información reproducible del movimiento del carrito sobre la pista. (ángulos muy
pequeños o muy grandes no proporcionanbuenos resultados)
Piense y escriba en su cuaderno un plan de mediciones
Mediciones
Mida la aceleración del carrito en diferentes puntos de su movimiento, de manera que
pueda elaborar: primero una tabla de datos y después una gráfica de aceleración vs
tiempo. Usted puede garantizar la reproducibilidad del movimiento usando un resorte
comprimido para proporcionar al carrito el impulso inicial....