(Trabajo realizado por Irene Salinero y Beatriz Valdés en el laboratorio del Colegio Base)
Esta práctica de física coincide con la segunda vez que llevamos a cabo cosas relacionadas con esta asignatura ya que anteriormente habíamos visto algunas de las propiedades de las sustancias iónicas, covalentes y atómicas, habíamos ajustado estequiometricamente las reacciones químicas...En resumen, habíamos trabajado la química.
Este trabajo tiene como objetivo estudiar el movimiento rectilíneo uniforme(MRU) y el principio de inercia. Hemos tomado medidas de tiempo y espacio, deduciendo matemáticamente la velocidad del móvil, que en este caso era una bola de acero, gracias a la ecuación del MRU X=Xo+V(T-To) Para comprobar la ecuación lo comprobamos experimentalmente y planteamos una hipótesis acerca de la inercia utilizando el método científico.
-Bolas de acero
(una grande y dos pequeñas)
-Metro
-Plano inclinado
-Cronómetro
Trabajo experimetal
Al principio de la clase vimos el concepto de velocidad para entender todo lo que ibamos a ver ese día en el laboratorio. La velocidad es un cambio de posición en un intervalo de tiempo. En un movimiento rectilíneo uniforme la velocidad es constante por lo que la Vinstantánea es igual a la Vmedia. Pero, ¿que son las velocidades instantánea y media?La velocidad instantanea es la que posee un movil en un espacio determinado en un tiempo concreto y la velocidad media es el cociente entre el desplazamiento recorrido por un movil y el tiempo que tarda en recorrerlo. Su ecuación es la siguiente Vm= (X-X0)/(T-T0). Imaginemos que representamos en una gráfica la posición(m) en el eje de ordenadas y el tiempo(s) en el eje de abcisas. La pendiente que tenga esa recta, será la velocidad. Muchas veces solemos confundir velocidad con rapidez.
Esto se debe a que confundimos la distancia recorrida con el desplazamiento(con la práctica anterior nos quedaron claros estos dos coceptos). Precisamente por eso, cuando las relacionamos con el tiempo, obtenemos dos magnitudes diferentes. Cuando relacionamos la distancia recorrida(el número de metros que se recorren sobre la trayectoria) con el tiempo, nos sale una magnitud escalar que es la rapidez mientras que si relacionamos el desplazamiento con el tiempo, nos sale una magnitud vectorial que es la velocidad. En este caso no va a haber ningún problema, ya que vamos a suponer que el desplazamiento y la distancia recorrida coinciden, ya que es una característica del MRU al ser su trayectoria una línea recta.
Una vez reunido todo el material que necesitábamos, colocamos una rampa usando el plano de metal de forma que estuviese inclinado con respecto a la mesa del laboratorio. Al hacer esto intentamos que no tuviese mucha pendiente ya que sino las bolas de acero podrían rebotar contra la mesa(de forma que entrasen otros factores en la medición y nos alejasemos de la obtención del MRU). Para fijar el plano y que no se nos moviese de su sitio pusimos un poco de plastilina en ambos extremos para así evitar pequeños errores en la obtención de medidas. Tras esto, marcamos en el plano el punto inicial del circuito en la rampa para saber cuando poner en marcha el cronómetro. Despues medimos a lo lardo de la mesa diferentes longitudes que empezaban desde el final del plano inclinado. Estas longitudes fueron 100 cm. 50 cm. 25 cm. y 125 cm por último. Empezamos con la bola grande y la tiramos por la rampa. Empezamos a cronometrar desde que la bola pasa por el final del plano(es cuando empieza el MRU) hasta que llega a la medida deseada. Repetimos este proceso tres veces y luego volvemos a hacerlo con la bola pequeña. Así fuimos tomando el tiempo(en segundos) de las dos bolas de diferente tamaño con cada una de las medidas sobre la mesa y fuimos rellenando una tabla con los resultados obtenidos.
Los resultados obtenidos han sido los siguientes. En la experiencia número 1, con una distancia de 100cm: La bola grande ha tardado 1.15, 1.09, 1.09 en recorrer esos centímetros. ¿pero, a qué se deben las variaciones en los tiempos? Como las que accionamos el cronómetro somos nosotras mismas, la velocidad de reacción que tenemos varía. Teoricamente el tiempo tiene que empezar a contarse justo en el momento en que la bola pasa por la marca, pero en la práctiva esto no es así. Tardamos algunos microsegundos en reaccionar y apretar el boton de inicio, mas o menos preevemos cuando la bola va a llegar a esa marca y nos preparamos para apretarlo pero en la mayoria de las ocasiones por no decir en todas, hay un error de medición.
Con la bola pequeña hemos obtenido 1.16, 1.09, 1.12 segundos.
En la experiencia siguiente, la 2, la distancia era de 50cm. Y la bola grande los ha recorrido en 0.53, 0.47, 0.57, con la bola pequeña hemos visto que ha tardado 0.44, 0.50, 0.53.
Con una distancia de 25cm, la experiencia 3. La bola grande ha tardado 0.37, 0.38, 0.34 mientras que la pequeña 0.35, 0.36, 0.30.
En la ultima experiencia(la 4) la distancia era de 125cm. La grande 1.25, 1.24, 1.28 y la pequeña 1.21, 1.25, 1.34.
Todos estos datos han sido recogidos en una tabla para así poder calcular el tiempo medio de cada bola en cada experiencia y poder por lo tanto obtener su velocidad media.
-Conclusiones
Esas variaciones también se deben al rozamiento existente en la Tierra. El movimiento rectilineo uniforme no se puede dar en la Tierra porque existe el rozamiento y eso hace que los objetos no se puedan mantener a velocidad constante. Aunque movimientos muy parecidos si que pueden darse, como un coche en una carretera recta si va a velocidad constante es un MRU.
-Bibliografía
-Cuestiones
BOLA GRANDE | ||||||
EXP | DISTANCIA(m) | T1(s) | T2(s) | T3(s) | Tmedio(s) | Vmedia(m/s) |
1 | 1 | 1.15 | 1.09 | 1.09 | 1.11 | 0.90 |
2 | 0.5 | 0.53 | 0.47 | 0.57 | 0.52 | 0.96 |
3 | 0.25 | 0.37 | 0.38 | 0.34 | 0.36 | 0.69 |
4 | 1.25 | 1.25 | 1.24 | 1.28 | 1.26 | 0.99 |
BOLA PEQUEÑA | ||||||
EXP | DISTANCIA(m) | T1(s) | T2(s) | T3(s) | Medio(s) | Media(m/s) |
1 | 1 | 1.16 | 1.09 | 1.12 | 1.12 | 0.89 |
2 | 0.5 | 0.44 | 0.50 | 0.53 | 0.49 | 1.02 |
3 | 0.25 | 0.35 | 0.36 | 0.30 | 0.34 | 0.73 |
4 | 1.25 | 1.21 | 1.25 | 1.34 | 1.27 | 0.98 |
5) En lenguaje popular, los seres, objetos...tienden a gastar la menor energía posible. La ley del mínimo esfuerzo. Podemos ver un claro ejemplo de esto en las aulas. Si los profesores no están llamandonos la atención para que nos sentemos bien y no hacen las clases amenas, los alumnos vamos cambiando nuestra posición. Pasamos de estar bien sentados a sujetarnos la cabeza con la mano, luego nos vamos recostando hasta quedar tumbados sobre la mesa y por último, bajamos la cabeza y la pegamos a la mesa. De una forma científica a esto se le denomina inercia. La inercia es una resistencia al cambio. Si un objeto se está moviendo continuará haciendoló hasta que algo le haga parar, ya sea el rozamiento, un choque...Una vez parado, el objeto continuará en reposo hasta que le obliguen a moverse con la aceleración, con un empujón... Un ejemplo de inercia en la vida cotidiana es un coche, cuando va rápido y quiere frenar de repente, el coche derrapa, avanza un poco más. No es capáz de frenar en seco, y todo esto gracias a este fenómeno que impide estos cambios tan bruscos de velocidad ya que la inercia del coche era seguir moviendose.
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