LABORATORIO.

OBJETIVOS.

Estudiar la relación entre la aceleración de un objeto y el ángulo de inclinación de un plano sobre el cual se mueve.

Obtener la aceleración de la gravedad (g).

PREGUNTAS PREVIAS.

¿Cuál es el valor de g en Bogotá?

Bogotá se encuentra a 2600 metros por encima del nivel del mar. El valor de la aceleración de la gravedad depende de la distancia desde el centro de masa de la Tierra hasta el punto donde se está midiendo el campo gravitacional. El radio promedio de la Tierra es de 6374 kilómetros, si se toma este radio y se le suman los 2600 m.s.n (metros sobre el nivel del mar) de altura de Bogotá, el valor de g sería 9,803 m/s2. El promedio del valor de g en la superficie de la Tierra es 9,80665 m/s2.

La gravedad en Bogotá está dada por la medición de la misma con relación a la Ley general de Newton, de este modo para poder medir el margen de error en la práctica experimental, se toman datos desde distintas longitudes respecto al tiempo de oscilación de una masa x, para realizar comparación y de este modo comprobar o descartar la hipótesis planteada inicialmente, es de esta manera que se desarrollará el laboratorio.

¿De qué cantidades físicas depende la aceleración debida a la gravedad?

Depende de la masa de la Tierra y de la distancia a la que nos encontremos del centro de ella.

En la "Ley de gravitación universal":

F=G*((mc*mt))/r^2

Donde:

F- es el módulo de la fuerza ejercida entre ambos cuerpos, y su dirección se encuentra en el eje que une ambos cuerpos.

G- es la constante de la Gravitación Universal.

mt- Masa de la tierra.

r- Radio de la tierra

Es por eso que se pone: F=Peso = masa del cuerpo (mc) * g. Por eso g cambia cuando cambia el radio de la tierra

¿Cómo se relacionan la aceleración de un cuerpo, su velocidad, su desplazamiento y el tiempo que dura el movimiento?

Se relaciona con la siguiente ecuación:

d=vi*t+((a*t^2))/2

Dónde:

d: desplazamiento

vi: velocidad inicial

t: tiempo que dura el movimiento

a: aceleración del cuerpo

MATERIALES.

Suministrados en el laboratorio.

Carro dinámico PASCO.

Soporte universal.

Regla métrica.

Suministrados por el estudiante.

Cronometro.

Transportador.

Papel milimetrado.

Cinta métrica.

RESUMEN DE LA TEORIA.

Un carro que se encuentra sobre un plano inclinado “sin fricción" descenderá debido a la atracción gravitacional de la Tierra sobre él. La aceleración con la cual el carro desciende es igual a la componente de la aceleración de la gravedad (g) que es paralela a la superficie del plano. La componente perpendicular no genera ningún cambio en el movimiento, pues esta se equilibra con la interacción entre la superficie y el carro (Fuerza normal).

Siguiendo la geometría del sistema, mostrada en la figura 1a, se deduce que la aceleración estará dada por la relación:

a=g sin⁡θ (1)

Por otro lado, si el carro parte del reposo, de las ecuaciones de cinemática se obtiene:

d= 1/2 at^2 (2)

con t el tiempo que tarda el carro en recorrer una distancia d. De esta forma la aceleración podrá ser medida si se conoce la distancia recorrida y el tiempo en el cual se realizó el movimiento. De la ecuación (2) se tiene entonces que:

a=2 d/t^2 (3)

Luego, un gráfico de aceleración en función del sin⁡θ será una recta cuya pendiente es igual a la aceleración de la gravedad g.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y EVALUACIÓN.

Mida la longitud del riel y registre el resultado.

Riel= 118,5 cm ± 0,5 cm

Monte el riel como se indica en la figura 1b, levantando unos 10 cm el extremo del riel que no tiene tope fijo.

Ponga el carro contra el tope fijo y anote esta posición final del carro.

Posición final: 100

Suba el carro hasta el extremo alto del riel y anote la posición inicial del carro.

Posición inicial: 20

Suelte el carro desde el reposo y cronometre el tiempo que tarda en golpear el tope final inferior. Trate de amortiguar el golpe del carro con el tope para evitar daños. La persona que suelta el carro debe operar el cronómetro.

Repita esta medida diez veces alternando al cronometrador. Registre los tiempos

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