física

Principio de masa

Estudio del movimiento de un cuerpo ante la aplicación de fuerzas de distinto módulo e igual dirección.

·         Una pista

·         Un carro

·         Una regla plástica con franjas oscuras para el carro

·         Un soporte para pesas

·         Una polea

·         Dos sensores de barrera o FG

·         Un cronómetro ST

·         Pesas

·         Hilo

primera parte: estudio del movimiento del carro

En esta parte del T.P. se estudia el movimiento de un carrito sobre una pista horizontal, sometido a la acción de una fuerza de valor constante. Para ello se arma el dispositivo de la figura, colocando una pesa de 5g en el soporte para pesas. El resto de las pesas suministradas serán colocadas en el carrito junto con una de las dos barras de 500g. Se utilizaron dos detectores de posición FG ubicados a los costados de la pista y conectados a un medidor de tiempo. Por tratarse de censores de barrera, necesitan de las interrupciones provistas por la regla acrílica. Para esto se debe ajustar la altura de los FG para que efectivamente se produzca dicha interrupción. En esta primera parte, se seleccionan la altura que corresponde a la zona de dos rayas oscuras de la regla acrílica. El primer FG se ubicará en una posición X₀ que no se modificará durante toda la experiencia. Esta posición está dentro de un rango de unos 20cm de donde se dejó en libertad el carro:

  X₀ = (   30  +  0,2   )cm

El FG 1 se conectará al CANAL 1, mientras que el FG 2 se conectará al CANAL 2.

Con esta disposición se midieron sucesivos intervalos de tiempos correspondientes a distintos desplazamientos respecto de la posición elegida como referencia x0. Se tomaron            las mediciones de 12 intervalos de tiempo correspondientes a 12 desplazamientos. Para determinar las incertezas experimentales se tomaron 3 mediciones para cada            desplazamiento, tomando el tiempo promedio y su incertezas. Con estos datos se completó la primer columna de la tabla

Después se asociarán esos valores de posición y tiempo con las velocidades correspondientes a esas posiciones. Para este paso solo se necesitará un FG, por lo que será el FG 2 que se conectará al canal 1. Con el objetivo de determinar las incertezas experimentales se tomaron para cada posición 3 mediciones. Con estos datos se   pudieron completar la tabla 1.

Segunda parte: relación entre la fuerza aplicada y la ACELERACIÓN adquirida

Para el cálculo de aceleración se usaron los dos FG con una distancia fija entre ellos de 30 cm. Para esta experiencia se debe variar la altura del carro de manera que la regla acrílica presente como obstáculo el haz de luz del FG en la zona de dos rayas obscuras. Después se colocaron en el carro todas las pesas suministradas (menos una pesa de 5g que permanece en el soporte) y una de las barras de 500 g.

Se realizó la primera medición de la aceleración en modo “Two  Gates”, midiendo tres veces para evaluar las incertezas experimentales. Sabiendo que la masa del soporte para pesas es de 5 g y que tenía colocada una pesa de 5 g, la masa total suspendida en la primera medición es de 10 g, es decir que la fuerza neta aplicada es de 0,10 N para esta medición.

Se repitió el experimento para distintos valores de fuerza aplicada. Para variar la fuerza aplicada se deben trasladar pesas del carro al soporte para pesas. Esto permite aumentar la fuerza aplicada sin modificar la masa total del sistema. Con estos datos se completó la tabla 2.

Se repitió este procedimiento agregando la barra de 500 g a la masa total del sistema. Con estos datos se completó la tabla 3.

Tabla i