Guia Plano de Packard

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL
U.D.B FISICA
LABORATORIO DE FISICA I
TRABAJO PRÁCTICO Nº 2: PLANO DE PACKARD
OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA:
La presente práctica tiene como objeto introducir al alumno en el estudio cinemático
de un movimiento plano, capacitándolo para:
 Aplicar el principio de independencia de los movimientos.
 Determinar gráficamente diferentes parámetros de este movimiento.MATERIAL A UTILIZAR:
1. Un Plano de Packard.
2. Esfera de metal.
3. Papel milimetrado.
4. Papel carbónico.
FUNDAMENTOS TEORICOS:
El Plano de Packard, es un plano inclinado, provisto de dos soportes, mediante los cuales se
fija la altura del plano y se nivela el mismo, usando como indicador el nivel N. Por la
plataforma inclinada L, se deja caer una esfera metálica, cuya trayectoria quedará impresasobre una hoja por medio de papel carbónico.

A partir del primer punto de impacto de la esfera con la hoja, se trazan dos ejes
perpendiculares entre sí (ejes x e y), tal como indica la Gráfica 1:
GRAFICA 1

X1

X2

X3

X4

x

P1

Y1

P2

Y2

P3

Y3

P4

Y4

y
El movimiento realizado por ser plano se puede descomponer en dos planos simultáneos,
según los ejes x e y de acuerdo al Principio deindependencia de los movimientos.
El movimiento según el eje x, al no actuar ninguna fuerza (a partir del punto en que la
esfera deja la plataforma) es un movimiento uniforme, la velocidad por lo tanto es
constante y los desplazamientos son directamente proporcionales a los tiempos empleados.
x  vx t  f t  (en realidad es un movimiento uniformemente retardado si se consideran
los roces de la esferacon el plano y el aire que son insignificantes).
El movimiento según el eje y es uniformemente acelerado, como surge de las gráficas
y  f t  e y  f t 2 .

 

X1

X2

X3

X4

x

y

t2
y

Por

lo

1
ay t 2
2
a cero.
y

tanto,

1

el

desplazamiento

vy  ay t

2

y

la

velocidad

según

el

eje

y

serán:

esto teniendo en cuenta que la velocidad inicial es igual

y
 2 pendiente 3
t2El valor de la pendiente se obtiene de la gráfica: y  f t 2 una vez trazada. Por lo tanto el
valor del módulo de la velocidad instantánea (resultante), en cada punto de la trayectoria

De la expresión (1) se despeja ay : a y  2

 

será: v 

v

2
x

 v y2

 4

DESARROLLO:
1) Se divide el eje x en 6 u 8 partes iguales (x1, x2, …). Se elige una unidad de tiempos
arbitraria “tic”, luego lostiempos empleados en realizar los desplazamientos ∆x
serán. 1 tic, 2 tic, … 8 tic.
2) Se calcula la velocidad según el eje x (velocidad constante):

vx1 

x1
tic

vx 2 

x2
2x
x
 1  1
2 tic 2 tic 1tic

............... vx7 

x7
7x
x
 1  1
7 tic 7 tic 1tic

3) Se trazan perpendiculares a partir de los puntos x1, x2, … hasta cortar a la
trayectoria (puntos P1, P2, …) y desde estos puntos,perpendiculares al eje y,
obteniéndose las posiciones y1, y2, ….Los tiempos necesarios para realizar estoa
desplazamientos serán: tic, 2 tic, … Dichos desplazamientos se miden con regla y
se registran en el cuadro de valores.
4) Se grafica y = f (tic2) y se determina la pendiente.
5) Se determina ay que es constante, según la expresión (3).
6) Se determina vy para los diferentes puntos P de latrayectoria, según expresión (2).
7) Se determina v para los diferentes puntos de la trayectoria, según la expresión (4), y
también gráficamente de la siguiente manera: como el vector v en cada punto de la
trayectoria tiene la característica de ser tangente a la misma. Por lo tanto una vez
trazada la tangente en cada punto de la trayectoria de la forma que se explicará a
continuación en el Item: 8)GRAFICA 2; luego se representa en una escala
conveniente de velocidades a partir del punto considerado, el vector vx constante y
paralelo al eje x GRAFICA 3, y desde el extremo de éste un vector igual a vy
(paralelo al eje de las y) que debe cortar a la tangente GRAFICA 4. Queda así
determinado el vector resultante v cuyo módulo debe coincidir con el dado por (4).
8) Para representar la velocidad...