Movimiento con Aceleración Constante (Fiz121)
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Movimiento con Aceleración Constante
Objetivo
Estudiar el movimiento en 1-D de un cuerpo sometido a aceleración.
Materiales
- Cámara VideoCom
- Computador con programa VideoCom Movimiento
- Polea
- Riel
- Carro
Introducción
Este experimento consta de dos partes. En la primera se estudiará el movimiento de un cuerpo en trayectoria horizontal y en el segundo en trayectoria vertical.
Primera Parte
Montaje Experimental
La figura 1 muestra el montaje experimental, que incluye un riel horizontal, carro, masa adicional, polea y cámara VideoCom. Un esquema del montaje se muestra en la figura 2.
Para el registro del experimento de movimiento horizontal la cámara VideoCom debe ser montada horizontalmente, con el arreglo CCD paralelo al riel y a la misma altura que éste.
La distancia entre dos reflejos separados una distancia conocida y ubicados sobre el riel puede ser usada para la calibración del recorrido. Mediciones más precisas requieren de una linealización de la imagen, para eliminar efectos de paralaje.
Procedimiento
- Para distintos valores de M y m registre el movimiento del carro, teniendo cuidado de usar una frecuencia de muestreo
adecuada para el rango de parámetros involucrados en el experimento.
- Genere para cada par de masas los gráficos s
t, v
- Resuelva la ecuación de movimiento del sistema sin considerar efectos de roce, encontrando una expresión para la aceleración en función de
y
.
- Compare gráficamente los valores medidos de la posición y velocidad en función del tiempo con los que puede calcular usando su solución teórica para la ecuación de movimiento.
Segunda parte
Montaje Experimental
La figura 3 muestra el montaje experimental, que incluye dos masas unidas por una cuerda, polea y cámara VideoCom. Un esquema del montaje se muestra en la figura 4.
La cámara VideoCom debe ser montada verticalmente (nivel de burbuja hacia arriba) y alineada para registrar el movimiento de una de las masas.
La distancia entre dos reflejos conocidos, separados una distancia conocida y ubicados a lo largo de la vertical puede ser usada para la calibración del recorrido. Mediciones más precisas requieren de una linealización de la imagen, para eliminar efectos de paralaje.
Procedimiento
- Para distintos valores de M y m registre el movimiento de una de las masas, teniendo cuidado de usar una frecuencia de muestreo adecuada para el rango de parámetros involucrados en el experimento.
- En cada experimento genere para la masa los gráficos s
t, v versus t y a versus t.
- Resuelva la ecuación de movimiento del sistema sin conside.rar efectos de roce, encontrando una expresión para la aceleración en función de
- Compare gráficamente los valores medidos de la posición y velocidad en función del tiempo con los que puede calcular usando su solución teórica para la ecuación de movimiento.
Discusión y análisis
- Al comparar sus resultados experimentales con los calculados en base a un modelo del movimiento discuta cuidadosamente la validez de sus suposiciones y el efecto que ellas tienen sobre el grado de acuerdo entre los resultados experimentales y los predichos por su modelo.
