LAB REPORT: 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.

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. Grafica la distancia recorrida frente al tiempo.

6. Grafica 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. Grafica 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.

GRÁFICAS Y PENDIENTES:

Pendiente= 30,97

a=62cm/s²

Pediente=59cm/s²; a=59cm/s²

CONCLUSIÓN:

  Como podemos observar en estas gráficas, cada vez que se aumenta la distancia, su tiempo y su velocidad también. Esto se debe a  que cuanto más lejos está más tarda en llegar a su meta y coge más velocidad durante su trayectoria. Según la aplicación del MRUA, si dejas un móvil descender desde un punto alto, sin obstáculos y en una trayectoria lineal su aceleración es constante (aunque en la tabla, la aceleración está en un promedio de 65.46 cm/s²) mientras que su velocidad cambia de forma variada, como ocurre en este caso..

  Los resultados dados son bastantes precisos en las gráficas ya que su valor R² se acercan al 1.

 En este experimento, se ha hallado la aceleración mediante tres caminos, que los resultados son los siguientes:

-1. a=65 cm/s²

-2. a=62 cm/s²

-3. a=59 cm/s²

Pensamos que la más exacta es la segunda porque comparado con los otros dos datos, esta ni es mucho menos, ni mucho más, y además, su media da 62cm/s². Por lo cual, pienso el método más preciso para hallar la aceleración es el doble de la pendiente de la gráfica “la distancia recorrida frente al tiempo al cuadrado”.

Bibliografía:

1. Ecuaciones Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.) | Fisicalab. (2017). Fisicalab.com. Retrieved 29 May 2017, from https://www.fisicalab.com/apartado/mrua-ecuaciones#contenidos