Midiendo el tiempo

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MIDIENDO EL
TIEMPO
Juan C. Sánchez R y Fernando Dugarte.
Universidad de Los Andes.
Facultad de Ciencias.
Departamento de Física.
Mérida.
Octubre de 2006.
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Introducción.
La velocidad de la luz
Aristóteles (siglo IV A.C) afirmaba que la luz se propaga en línea recta y en forma
instantánea. De ser así, si alguien enciende un fuego en lo alto de una montaña, en el
mismo instante la luz producida debe ser vista por una persona que se encuentre a un
kilómetro o a cien kilómetros. Ahora sabemos que la luz se propaga con unavelocidad
verdaderamente fantástica: 300 000 kilómetros por segundo. Pero por grande que sea
tarda cierto tiempo en ir de una parte a otra.
Galileo fue uno de los primeros en sospechar que la luz no se propaga instantáneamente.
Ideó un procedimiento muy sencillo para comprobarlo: dos amigos hacen el experimento;
uno de ellos se coloca en un lugar prominente, en lo alto de la colina, porejemplo, y el
otro a una distancia de un kilómetro. Ambos han puesto sus relojes la misma hora y han
convenido que el primero encenderá una linterna exactamente a las 12 de la noche. Si el
hombre que está debajo observara la luz a las 12 y 2 segundos, por ejemplo, entonces la
luz habrá tardado dos segundos en recorrer 1 000 metros y su velocidad será de 500
metros por segundo.
Consorpresa, sin embargo, Galileo comprobó que la luz no tardaba nada en hacer el
recorrido. ¿Tenían razón, entonces, los antiguos, cuando decían que la velocidad de la
luz es infinita? Galileo debe de haber quedado muy perplejo. Hoy sabemos que tenía
mucha razón en sospechar que, para ir de un punto a otro, la luz necesita cierto tiempo.
Su experimento fracaso, no obstante porque esa velocidad esformidable y no es posible
medirla con métodos tan sencillos. Puesto que la luz recorre 300 000 kilometros en un
segundo, si los dos hombres se encontraban a un kilómetro, el tiempo empleado por el
rayo luminoso de la linterna para hacer la trayectoria sería:
∆T = distancia / velocidad, ∆T = 1 km / 300 000 km/s = 0,000 003 s
Es claro que Galileo no hubiera podido medir un tiempo tanpequeño ni aun con el mejor
cronometro actual.
Situaciones similares se han venido observando a lo largo de los años y los científicos
han tenido que reformular la manera de medir el tiempo. Con la implementación de
dispositivos tecnológicos de avanzada, hoy día es sencillo medir el tiempo en la gran
mayoría de situaciones que se nos presenten, pero el costo ha sido un impedimentosignificativo.
El presente trabajo pretende destacar la importancia de la medida del tiempo en
fenómenos físicos fundamentales y presentar soluciones de bajo costo para satisfacer las
necesidades que se puedan presentar en un aula de clases o laboratorio de física
elemental.
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INDICE
Capítulo Contenido
Página
1
Repaso (M.R.U, U.U.V)
4
2Conociendo el cronómetro.(Apreciación, rango,
analógico/digital)
11
3
Justificación del problema.(Velocidad de reacción humana).
12
4
Optocronómetro, diseño y construcción.
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5
Resultados experimentales.
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6
Bibliografía.
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Capítulo # 1.
Repaso (M.R.U, U.U.V)
i) En este primer capítulo se tratará de hacer unrepaso de las dos primeras prácticas que
nos introducen en el uso del cronómetro y las medidas del tiempo.
A continuación se detallan cada una de ellas.
LABORATORIO DE FISICA
Experimento # 1 Movimiento Rectilíneo Uniforme
Objetivo:
1. Establecer relaciones entre los parámetros cinemáticos que rigen el MRU.
2. Adquirir destrezas en la colección, procesamiento de datos y gráficas....