Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

OBJETIVO: Estudiar experimentalmente la posición y velocidad de un móvil con aceleración constante en función del tiempo.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

Un cuerpo abandonado sobre un plano, inclinado un ángulo   respecto a la horizontal, se mueve con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA en adelante). Ello es debido a la componente paralela al plano de la aceleración de la gravedad.

Como s = ½·a·t2, la aceleración, a = 2s/t2, puede hallarse en función de los desplazamientos y de los tiempos tardados, y su valor debe ser, dentro de un margen de error, aproximadamente constante.
      

Por otra parte, las velocidades finales pueden hallarse a partir de

v = a·t

sin más que sustituir la a de la ecuación anterior

v = (2s/t2)·t = 2s / t

Las velocidades finales han de ser, por lo tanto, proporcionales a los tiempos, y los caminos recorridos proporcionales a los cuadrados de los tiempos.

MATERIALES:

• Rieles de aluminio
• Tacos de madera
• Canicas
• Metro
• Cronómetro
• Rotulador

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca el riel de aluminio apoyado sobre los tacos de madera con cierta inclinación.
2. Realiza siete marcas a espacios regulares sobre el riel, desde donde se dejarán caer las canicas.
3. Mide con el metro las distancias desde las diferentes marcas al final del riel.
4. Deja caer canicas desde las marcas y cronometra el tiempo que tarda en recorrer el riel hasta el final. Repite las medidas desde cada marca al menos tres veces.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus datos brutos, previendo lugares para los datos procesados.
2. Calcula los promedios de los tiempos medidos en cada distancia y colócalos en la tabla, al igual que los cuadrados de esos promedios.
3. Calcula las velocidades finales usando la fórmula incluida en la introducción y colócala igualmente en la tabla.
4. Calcula la aceleración de la canica e introdúcela en la tabla. Calcula igualmente el promedio de estos valores y colócala también en la tabla.
5. Gráfica la distancia recorrida frente al tiempo.
6. Gráfica la distancia recorrida frente al cuadrado del tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; el doble de la pendiente es también la aceleración.
7. Gráfica la velocidad final frente al tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; ese valor es también la aceleración.
8. Comenta las gráficas obtenidas, comparando lo obtenido con lo previsto de acuerdo a la teoría.
9. Evalúa la exactitud de los tiempos medidos en función de la dispersión de los mismos. Evalúa la precisión de los datos a partir del ajuste de las gráficas a las líneas de tendencia.
10. Compara entre sí los tres valores de aceleración obtenidos. Evalúa la exactitud de cada uno de ellos en función de cómo se han obtenido.
11. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

RESULTADOS:

CONCLUSIÓN:

La conclusión de este experimento es que a medida que la pendiente crece, la aceleración también crece. Si la aceleración crece, la velocidad final también. Otra de las conclusiones es que cuanta más distancia recorra, más acelerará y más velocidad tendrá. Cuando dejamos caer la canica desde un punto del riel de aluminio, empieza con velocidad 0 y la aceleración empieza a crecer. Esto hace que vaya cogiendo más velocidad a medida que el tiempo pasa. Cuanto más tiempo tarde (tardará más cuando tenga que recorrer más distancia), más acelerará.

EVALUACIÓN:

Cuando los integrantes del grupo recogimos diferentes tiempos en el mismo recorrido, estaban muy distantes unos de otros. Al coger 6 distintos tiempos, nos aseguramos de que la media no salga tan alejada del tiempo real. Para mejorar y hacer que las medias sean más exactas, podríamos haber cogido 9 tiempos en cada recorrido y los datos finales hubieran sido más precisos.

Creemos que la línea de tendencia es muy precisa en los primeros datos, pero después los datos se separan un poco de la línea. En la segunda gráfica se separan los puntos porque los datos no son lo suficientemente precisos.