Trabajo Práctico N 4

Trabajo Práctico Nº4: "Siestemas de adquisición y sensores: Movimiento en un plano inclinado"
Mauriño, Mariana, Romero, Carolina y Lujan Muñoz

maru.maurino@gmail.com, carolinaromero954@gmail.com, lula.mgalaz@gmail.com

RESUMEN
En este trabajo se determinó cuál es el valor de la gravedad mediante la caída de un carro, con una placa cebra, a través de una superficie inclinada, que debe sumovimiento a la atracción gravitatoria. Empleando un sensor DAQ Data Collection medimos la interferencia de la placa cebra y con sus intervalos de tiempo, obtuvimos su velocidad a través del programa Origin 8.1. La gravedad pudo deteminarse a través del análisis de la dinámica y el diagrama de cuerpo libre de nuestro carro, obteniendo como resultado 7,4m/s 2 .

INTRODUCCIÓN
La gravitación es una de lascuatro fuerzas fundamentales de la naturaleza. La fuerza gravitatoria es una fuerza de atracción entre cuerpos, directamente proporcional a sus masas. Consideramos fuerza de gravedad a la fuerza que ejerce la tierra sobre nosotros, debido a que nuestra masa es despreciable, respecto de la de la tierra que es mucho mayor.
Isaac Newton logró estudiar en profundidad este fenómeno y demostró que lafísica terrestre y la celeste hablaban del mismo tema, reveló el significado de las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario, descubrió el origen de las mareas, y demostró que Galileo Galilei estaba en lo cierto cuando decía que el movimiento de un objeto en caída libre era independiente de su peso.
Si no se considera el rozamiento con el aire, observa que en cualquier punto cercano a latierra, todos los cuerpos caen con la misma aceleración cualquiera que sea su tamaño, su forma o composición. Esta aceleración, denotada por una g, recibe el nombre de aceleración debida a la gravedad.
En el caso de un objeto que se desliza por una superficie inclinada, su movimiento se logra por acción de la fuerza gravitatoria, que atrae la masa del cuerpo, pero al tener una superficie que seinterpone en su trayectoria recta, le permite deslizarse a través de ella.
Existen muchas formas de medir la aceleración de la gravedad, como en nuestro trabajo anterior, en este emplearemos un nuevo método que consiste en dejar caer un cuerpo libremente desde una altura h, a travez de una superficie inclinada (en un proyecto esta superficie se asemeja a lo ideal y en el otro es con rozamiento) ymedir el tiempo t que le toma llegar a y = 0 utilizando la siguiente ecuación de la cinemática:
x(t) =xo + v o;x (∆T) + ½ g (∆T) 2 (ecuación 1)
v o;x = ∆Y/∆T (ecuación 2)
a = ∆V/∆T (ecuación 3)
g= a / sen ß (ecuación 4)


Donde v 0;y es la velocidad inicial (v 0;y = 0 en una caÌda desde el reposo). ∆Y es la diferencia de altura. ∆T es el intervalo de tiempo. Y a es la aceleración que adquiere elcarro sobre la superficie, ya sea plano ideal o con rozamiento, ß es la medida del ángulo, y g es la gravedad que queremos medir experimentalmente.


Método experimental
El trabajo de laboratorio se dividió en dos partes. Una primera parte en la cual se trabajó sólo con acción de la aceleración de la gravedad y una segunda parte, donde se le agregó una fuerza de rozamiento.

- Primera Parte
a)Determinación de la aceleración de la gravedad en un plano inclinado
Se utilizó un riel en plano inclinado sobre el cual se dejó correr un carro con ruedas, donde la fuerza de rozamiento entre el carro y el riel era despreciable. Sobre el carro se montó una una regla de metal con franjas espaciadas, como se muestra en la figura 1. Permitiendo de esta manera que la luz pase por las partes de las franjasy no por las partes el resto de la regla. A este objeto se lo dejó caer desde una cierta altura, asegurándose de que pase lo más derecho posible por el photogate. De esta manera, al pasar por el mismo, el sensor envió señales indicando diferencias de potencial en función del tiempo. Se realizó el ∆t entre cada medición y se usó como ∆D la distancia entre cada franja medida con un calibre. A...