Aceleración de un cuerpo al bajar por un plano inclinado

TRABAJO DE LABORATORIO

Título: Aceleración de un cuerpo al bajar por un plano inclinado.

Objetivos:

• Realizar experiencias sencillas que permitan visualizar la aceleración de gravedad que posee un cuerpo cuando se lo somete a un plano inclinado.
• Determinar el valor de la aceleración de gravedad en un plano inclinado.
• Reflexionar sobre los resultados obtenidos tanto en la experiencia como en la aplicación usada.

Materiales:

• Rampa de madera de 2 metros
• Una esfera de acero
• Un cronómetro.
• Cinta adhesiva.
• Una cinta graduada de 2 metros.
• Un bloque de madera.
• Tres bloques de diferentes alturas.

Esfera de acero               Rampa de madera                Bloque de madera

[pic 1][pic 2]

[pic 3]

Cinta métrica[pic 4]

[pic 5]

                                        Cinta adhesiva

Comentario: Es difícil medir el movimiento de un objeto en caída libre porque su rapidez aumenta con mucha aceleración. De hecho, ésta se incrementa casi 10 m/s cada segundo. La distancia que recorre el objeto al caer aún durante un tiempo corto es muy grande. Galileo retardó dicho movimiento por medio de planos inclinados. La componente de la gravedad que actúa en la dirección del plano inclinado es menor que la fuerza de gravedad total que actúa verticalmente hacia abajo, por lo cual el cambio de rapidez del objeto se vuelve más lento. Cuanta más pequeña sea la pendiente del plano inclinado, tanto menor será la aceleración del objeto.

Procedimientos:

1. Colocar la rampa con un ángulo de inclinación de 5°, para ello, utilizando la relación pitagórica “cateto opuesto/hipotenusa = seno θ”,  necesitaremos que uno de los extremos de la rampa esté apoyado sobre un bloque de 17 centímetros de altura. La hipotenusa es la rampa de 2 metros, y “θ” es el ángulo de 5°.
2. Colocar el bloque de madera en el extremo inferior de la rampa.

[pic 6][pic 7]

1. Dejar rodar la esfera desde el extremo superior de la barra hasta que choque con el bloque de madera del extremo inferior. Usar el cronómetro para medir el tiempo total transcurrido.
2. Realizar el experimento 3 veces para obtener un promedio entre los valores del tiempo.

[pic 8]

1. Completar la siguiente tabla con los datos obtenidos: el ángulo que forma la rampa con respecto al suelo, el promedio del tiempo total transcurrido mientras que la esfera rueda sobre la rampa, la aceleración de gravedad según la inclinación de la rampa, y la velocidad final de la esfera antes de chocar con el bloque.

1. Realizar el mismo procedimiento, pero ésta vez, con ángulos de 17° y de 45°. Nuevamente, utilizaremos la misma relación pitagórica para determinar la altura del extremo superior de la rampa. Para la inclinación de 17°, necesitamos que uno de los extremos de la barra se encuentre a una altura de 58 centímetros, y para inclinación de 45°, necesitaremos que uno de los extremos de la barra se encuentre a una altura de 1,41 metros.

1. Al dejar rodar la esfera de acero, repetir la medición del tiempo 3 veces para cada inclinación, con el fin de obtener sus respectivos promedios.

Tiempo promedio = 1,60 s

Tiempo promedio: 0,91 s

1. Una vez conseguidos todos los datos, completar la siguiente tabla:

...