fuerza i aceleracion

INTRODUCCIÓN
¿Quién no se ha detenido alguna vez a observar con asombro la trayectoria parabólica casi
perfecta que describe un chorro de agua en una fuente? En mi caso, el momento de fascinación
ocurrió hace hará dos años cuando ingresaba al centro comercial Abasto desde la calle Corrientes, y
noté un chorro de agua uniforme que formaba una perfecta parábola en la fuente que adornaba laentrada.
En el presente trabajo se recreó ese mismo movimiento parabólico empleando un grifo y una
manguera, y mediante una cámara digital se registró el trayecto seguido por el agua con el fin de
poder extraer por medición indirecta los datos de la posición horizontal y vertical de diferentes
puntos en la trayectoria. Estos datos fueron volcados en una planilla electrónica y así se buscóajustarles una parábola. Mediante la ecuación de ajuste proporcionada por el software se procedió a
contrastar un movimiento real con uno ideal. Luego por comparación entre coeficientes de las
ecuaciones de las parábolas (la aportada por el ajuste y la que corresponde a un tiro oblicuo en
condiciones ideales) se calculó un valor estimativo de la aceleración de la gravedad. Este
experimento, desencillo montaje y de amplias posibilidades de ser realizado en un ámbito escolar
con o sin laboratorio, se encuadra dentro de la rama de la Física denominada mecánica, ya que
tiene en cuenta conceptos ligados a la cinemática del movimiento de un proyectil y a la
hidrodinámica.
MÉTODO EXPERIMENTAL
Los materiales utilizados en la experiencia fueron: una manguera, una canilla, 2 pies
universales,una regla de 1 metro, un transportador, una cámara digital, 2 agarraderas, agua, cinta
adhesiva, una probeta de 1 litro ± 10 ml, un cronómetro digital con apreciación hasta 0,01segundos,
un calibre con apreciación hasta 0,1 mm y un pequeño pedazo de tubo.
El experimento se armó en un lugar amplio al aire libre (Figura 1) cerca de una toma de
agua. Una vez puestos todos los elementos enposición, se abrió la canilla y se regulo el caudal
hasta dejarlo lo más uniforme posible. Luego, se movió la agarradera que sujetaba la manguera
hasta que se consiguió un ángulo apropiado, que no deformara demasiado el chorro de agua y de
esta forma facilitara la posterior recolección de datos. Después, se le sacaron varias fotos al chorro.
Una vez sacadas las fotos, se utilizó una probeta para medirel caudal, al ver cuanta agua
ingresaba en ella en un período de tiempo de 5 segundos. Como esta práctica conlleva mucho error
esto se repitió muchas veces y luego el valor definitivo del caudal se obtuvo de promediar todos los
valores obtenidos.
Ecuación de la trayectoria parabólica de un tiro oblicuo en condiciones ideales:
g
Vo Sen
g
Vo Sen Cos
x
Vo Cos
g
Y
×
×
+
× ×
× -
+
-=
2
( )
2
2 2
2
2
2 2
a a a
a2
Posteriormente, se repitió todo lo anterior tres veces más variando el ángulo en todos los
casos al mover la agarradera que sujetaba la manguera.
Finalizado el experimento en sí, se procedió a analizar los datos. Tomando en cuenta todas
las fotos, se determinó qué ángulo de inclinación tenía en cada uno de los cuatro casos el chorro de
agua. Más tarde,se eligió la mejor foto de cada chorro y se les dibujaron los ejes X e Y tomando el
final de la manguera como el origen de un par de ejes de coordenadas y también 22 puntos
aleatorios a lo largo de las distintas trayectorias del agua. A continuación, se midió la posición
horizontal y vertical de cada uno de los puntos en la fotografía y se los paso a una serie de tablas.
Luego se obtuvo elfactor de escala de cada foto utilizando la imagen (en las fotos) de las divisiones
de una regla de aula. Para ello se midió sobre la foto la distancia correspondiente a 10 cm en la
imagen de la escala de la regla. Hecho esto se dividió 10 por ese valor medido y así se obtuvo el
factor de escala, es decir la relación entre el tamaño real de las cosas y el que da la imagen en la
fotografía en...