Movimiento lineal

Experimento físico. Movimiento en caída libre. Velociddad. Aceleración. Estroboscopio. Cámara fotográfica. Flexómetro. Intervalo de posición. Incertidumbre. Cambio de proyección

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Movimiento lineal

Al lector:

Este experimento constará en lanzar una pelota a una altura determinada por un instrumento de medición; así como la distancia de la cámara estará adecuadamente colocada para la captación del movimiento (a lo largo del campo que cubre el recuadro) que realice nuestro objeto. Utilizaremos un estroboscopio en una frecuencia congruente para localizar al objeto en diferentes posiciones de su trayectoria.

RESUMEN

En este experimento buscamos analizar el comportamiento del movimiento en caída libre, el cuál es el más común de los movimientos con aceleración “casi” constante; por medio de fotografías estroboscópicas esperamos obtener resultados que nos de un comportamiento “casi” constante del objeto.

Lo que obtuvimos fue que el objeto aceleró al final de su caída (aunque puede considerarse poca aceleración) con una aceleración debida a la gravedad.

INTRODUCCION

Objetivo: Por medio de fotos estroboscópicas analizar el movimiento vertical (caída libre).

Consideraciones Teóricas: Sabiendo el tipo de experimento a realizar es importante tomar en cuenta los datos que nos darán un acercamiento al análisis de éste; que en este caso serían: el tiempo que tarda el objeto en llegar al piso, la altura a la que es arrojado y tratándose de caída libre es esencial la aceleración de la gravedad.

'Movimiento lineal'
Hipótesis:
Mediante las imágenes podremos ver que durante la caída, la velocidad tendrá que aumentar cada vez más, es decir, el movimiento tendrá que ser acelerado. En este caso la resistencia del aire es despreciable.

PROCEDIMIENTO

Dispositivo: Usaremos una regla de dos metros, la cual nos servirá de guía para dejar caer una pelota de golf, que será nuestro objeto a analizar.

También un estroboscopio para localizar a la pelota en diferentes posiciones, así como una cámara fotográfica y un flexometro. La cámara se sostendrá con un tripie y de disparará con una extensión de disparador.

  • Debemos tomar en cuenta las posiciones en las que se encuentran nuestros dispositivos, la cámara debe de estar bien colocada sobre un tripie en un ángulo recto respecto al suelo (en el indicador del tripie: 90°) también es necesario que la regla este totalmente vertical (si no es así habrá una perspectiva que no nos permitirá tomar datos confiables) el estroboscopio tiene que estar en una frecuencia congruente al movimiento que realiza el objeto, la frecuencia se obtendrá de medir el tiempo en el que cae el objeto, sabiendo que tiene que ser un múltiplo de este tiempo, ya que este cae rápido y con alguna frecuencia más larga sólo veríamos una o dos posiciones.

  • La pelota se lanzará desde el extremo superior de la regla, tratando de que siga una trayectoria recta, es decir, iniciará con una velocidad cero (en reposo).

  • Es esencial que para la toma de datos exista una sincronización entre las personas que realizan el experimento para que los datos sean lo más posible confiables. El obturador de la cámara se abrirá en el momento de soltar el objeto y se mantendrá abierto hasta que la pelota llegue al suelo.

RESULTADOS

Intervalo de Posición

Medición

Incertidumbre

Posición

1-2

3.1 cm.

+/- 0.05 cm.

1

2-3

3.2cm.

+/- 0.05 cm.

2

3-4

3.4cm.

+/- 0.05 cm.

3

4-5

3.6cm.

+/- 0.05 cm.

4

5-6

3.7cm.

+/- 0.05 cm.

5

6-7

3.9cm.

+/- 0.05 cm.

6

7-8

4cm.

+/- 0.05 cm.

7

8-9

4.1cm.

+/- 0.05 cm.

8

9-10

4.3cm.

+/- 0.05 cm.

9

10-11

4.4cm.

+/- 0.05 cm.

10

11-12

4.7cm.

+/- 0.1cm.

11

12-13

4.8cm.

+/- 0.1cm.

12

13-14

4.9cm.

+/- 0.1cm.

13

14-15

5cm.

+/- 0.1cm.

14

Escala 2:1

Intervalo de Posición

Medición

Incertidumbre

Posición

1-2

6.1 cm.

+/- 0.1 cm.

1

2-3

6.2cm.

+/- 0.1 cm.

2

3-4

6.4cm.

+/- 0.1 cm.

3

4-5

6.6cm.

+/- 0.1 cm.

4

5-6

6.7cm.

+/- 0.1 cm.

5

6-7

6.9cm.

+/- 0.1 cm.

6

7-8

8cm.

+/- 0.1 cm.

7

8-9

8.1cm.

+/- 0.1 cm.

8

9-10

8.3cm.

+/- 0.1 cm.

9

10-11

8.4cm.

+/- 0.1 cm.

10

11-12

8.7cm.

+/- 0.2cm.

11

12-13

8.8cm.

+/- 0.2cm.

12

13-14

8.9cm.

+/- 0.2cm.

13

14-15

10cm.

+/- 0.2cm.

14

Escala 1:1

Tiempo [t]

S +/- .01

Posición [x]

cm. +/- 0.1 cm.

x/t

cm./seg.

0

0

0

.01

3.1 cm.

310 +/- 0.1

.02

3.2cm.

160+/- 0.1

.03

3.4cm.

113+/- 0.1

.04

3.6cm.

90+/- 0.1

.05

3.7cm.

74+/- 0.1

.06

3.9cm.

65+/- 0.1

.07

4cm.

57.1+/- 0.1

.08

4.1cm.

51.1+/- 0.1

.09

4.3cm.

47.7+/- 0.1

.1

4.4cm.

44+/- 0.1

.11

4.7cm.

42.7 +/- 0.2

.12

4.8cm.

40+/- 0.2

.13

4.9cm.

37.6+/- 0.2

.14

5cm.

35.7+/- 0.2

CONCLUSIONES

Los resultados que obtuvimos tuvieron cierta irregularidad con la pendiente de la gráfica, aunque podríamos dejarle este efecto a la incertidumbre de cada medición, la aceleración de la pelota al final de su recorrido fue notable.

Utilizamos para la toma de resultados una proyección de la foto estroboscópica, la cual fue elegida por su clara definición de las posiciones que siguió el objeto.

Es importante aclarar que después de la posición 11 se aumentó la incertidumbre, ya que se realizó “una doble medición” por un cambio de proyección, esto para poder ajustar las últimas posiciones respecto a las primeras.

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