Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

TÍTULO: Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

CRITERIOS EVALUADOS: C

7-8

El alumno es capaz de: i. Obtener, organizar, transformar y presentar correctamente los datos en formatos numéricos o visuales ii. Interpretar los datos con exactitud y explicar los resultados mediante un razonamiento científico correcto iv. Evaluar la validez del método según el resultado de una investigación científica v. Explicar mejoras o ampliaciones del método que beneficiarían a la investigación científica

·         El alumno registra en una tabla correctamente formateada (título y columnas rotuladas con las magnitudes y unidades) los datos brutos y/o procesados obtenidos en el laboratorio. ·         Los cálculos numéricos necesarios son correctos y el alumno pone un ejemplo de los mismos. ·         El alumno extrae una conclusión principal a partir de la correcta interpretación de los resultados. ·         La conclusión se argumenta con comentarios sobre la precisión y exactitud de los resultados, y si procede, de la diferencia porcentual entre el valor obtenido y esperado. ·         El alumno establece la validez del método utilizado, sopesando ·         las implicaciones del mismo y sus limitaciones (precisión, exactitud, etc.), a partir de la correcta interpretación de los resultados. ·         El alumno expone detalladamente  dos o más posibles debilidades o fuentes de error de los resultados no triviales relacionados con el método empleado. ·         El alumno expone detalladamente  mejoras realistas para cada una de las debilidades mencionadas y/o ampliaciones del método que redundarían en una mejor investigación.

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.

            Una alternativa es el análisis de video, que permite obtener de un video las trayectorias, y luego de éstas la velocidad y aceleración.

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. Haz una marca en un extremo del riel y mide la distancia hasta el final.
3. Mide la inclinación haciendo el cociente entre la altura vertical de la que cae la bola y la distancia horizontal que recorre.
4. Deja caer una canica desde la marca, grabando con el móvil o el portátil el movimiento. Repítelo dos veces más.
5. Cambia la inclinación añadiendo tacos de madera hasta tener un total de cinco inclinaciones y tres repeticiones para cada una de ellas.

TAREAS:

1. Analiza los videos con Tracker o LoggerPro para obtener la aceleración en cada movimiento.
2. Promedia las aceleraciones de cada repetición para obtener un aceleración por inclinación.
3. Haz una tabla con tus datos.
4. Obten del programa un gráfico ejemplo de la posición frente al tiempo, de la velocidad frente al tiempo y de la aceleración frente al tiempo.
5. Haz un gráfico de la aceleración frente a la inclinación.
6. Comenta las gráficas obtenidas, comparando lo obtenido con lo previsto de acuerdo a la teoría.
7. 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.
8. 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.

TABLA: distancia frente a tiempo 

Medidas de la rampa	1	2	3
30	0,78	0,73	0,78	0,763333333
60	1,22	1,41	1,25	1,293333333
90	1,87	1,68	1,66	1,736666667
120	2,25	2	1,97	2,073333333
150	2,44	2,5	2,16	2,366666667
180	2,5	2,25	2,37	2,373333333
210	2,41	2,34	2,38	2,376666667
240	2,5	2,44	0,54	1,826666667

GRÁFICA:

CONCLUSIÓN:

Nuestra conclusión consiste en que mientras menos distancia menos tiempo tardará en llegar, y mientras más distancia más tiempo tardará. Esto se debe a que se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, por lo tanto, va cogiendo velocidad a medida que cae por dicha rampa.

EVALUACIÓN:

En este experimento, aunque haya sido corto, hemos cometido algunos fallos que son los dos siguientes:

Al ser el hierro tan largo hemos tirado la bolita con una diferencia de 30 cm desde cada distancia, y como ya estaban marcadas pues no nos habremos dado cuenta de que a lo mejor las distancias no estaban bien medidas y algunos datos nos han salido mal.

El otro problema que hemos tenido ha sido con el cronometro que, al tirar la bola, pues cuando ha llegado al final de la rampa muchas veces mi compañero y yo no hemos estado atentos y no nos ha dado tiempo de parar el cronómetro cuando ya había llegado la canica, así que esta podría ser una de las causas por las que tendremos algunos datos mal.

En nuestra opinión pensamos que el experimento nos ha salido bastante bien, porque solo hay que fijarnos en la gráfica para ver cómo ha quedado, es decir que todos los datos coinciden perfectamente con la línea de mejor ajuste.