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Carril de Aire y Fotodetector
David Jaramillo, Jaramillo, Juan Camilo Camilo Valderrama y Luis Fernando Fernando Soto, Grupo 1 — Se estudio experimentalmente el proceso de una Abstract masa alando un carrito por un carril de aire para determinar determinar experimentalmente la gravedad.
I NTRODUCCIÓN El sistema que se considero consta de 4 cuerpos: el carricarrito de masa M, la cuerda liviana, la polea liviana y de baja fricción y la masa colgante m.
partir de las ecuaciones cinemáticas unidimensionales, ya conocidas se tiene que: d: distancia entre las fuentes delanteras de los postes t: tiempo trancurrido desde que inicio el movimiento hasta cuando el primer poste pasa por el haz de luz. D: distancia que transcurre el carrito. t : es el tiempo del otro poste, cuando pasa por el fotodetector. 2 D= ½ a0t =½ a0t22 D+d =½ 2
Se desprecio la masa de la cuerda liviana(“inextensible”) y de la polea, ya que son muy muy pequeñas. pequeñas. Sólo se tomaron tomaron en cuenta las dos masas m y M, que corresponden a la masa colgante y a la del carrito
PROCEDIMIENTO R ESULTADOS ESULTADOS
Se considerarón tres fuerzas externas: 1. 2. 3.
El peso Mg El peso mg La normal N
Debido a que estas fuerzas no se equilibran, aceleran el sistema. aplicando las leyes de Newton tenemos: Como la cuerda que une a las dos masa, se ha cosiderado inextensible, por lo tanto sus aceleraciones se consideran iguales. El carrito se mueve horizontalmente: A. N-Mg=0 B. T=Ma El carrito m se mueve verticalmente, C. Mg-T=ma Por lo cual al reemplazar T (b) en c
M (g r)
m _ 1 (g r) m _ 2 (g r) m _ 3 (g r) m _ 4 (g r) m _ 5 (g r) 5 2 5 ,5 21,0 3 0 ,5 4 0,5 6 0,5 110,
Tabla1 d i(c m ) m _1 m _2 m _3 m _4 m _5 Ω _i
Carril de Aire y fotodetector.odt
1 0 ,0 3 0 3 0 ,0 2 6 5 0 ,0 2 3 8 0 ,0 2 0 7 0 ,0 1 6 4 0 ,1 5 0 8
1 0 ,0 4 4 9 0 ,0 3 9 4 0 ,0 3 5 4 0 ,0 3 0 9 0 ,0 2 5 4 0 ,2 2 4 9
1 0 ,0 5 9 5 0 ,0 5 2 1 0 ,0 4 6 8 0 ,0 4 0 9 0 ,0 3 2 5 0 ,2 9 8 2
Tabla 2 m_i
a_i 0,199 0,174 0,157 0,137 0,109
. Se asume que mientras las dos masas no varíen la aceleración del sistema debe permanecer constante. Teóricamente se concluye que el movimiento del carrito es uniformemente acelerado a lo largo de su trayectoria recta. A
1 0 ,0 1 5 1 0 ,0 1 3 3 0 ,0 1 1 9 0 ,0 1 0 4 0 ,0 0 8 2 0 ,0 7 5 8
Tabla 3
Θ_i 50,46 65,95 81,09 106,18 167,76
0,038 0,055 0,072 0,103 0,174
1 0 ,0 7 0 ,0 6 0 ,0 5 0 ,0 5 0 ,0 4 0 ,3 7
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que se supuso que la cuerda era inextensible y liviana.
MEDICIÓN DE LA GRAVEDAD 180
•
160 140 120 100 i
_ a
80 •
60 40
En este experimento se pudo determinar la gravedad, analizando la dinámica del sistema aplicando las leyes de Newton. La gravedad es constante en el espacio donde opera el sistema, mientras que las masas m y M no varíen, es por esto que la aceleración del sistema debe permanecer constante. El carril es silencioso y su flujo variable permite ajustar el aire ya que poco aire causa fricción y demasiado aire provoca una pérdida de energía por su salida en régimen turbulento
20 •
0 0,000
0,050
0,100
0,150
0,200
Θ_i
Teniendo en cuenta la tabla 3 g = 859,76 ±10,00 cm/s²
A NEXOS
CONCLUSIONES •
Se desprecio el rozamiento del aire, el peso y rozamiento de la polea, y la masa de la cuerda, ya
Carril de Aire y fotodetector
Consideramos que el efecto de los elementos despreciados, no es importante en la determinación de la gravedad, al utilizar el carril de aire y fotodetector. Debido a que obtuvimos un porcentaje alto de error, consideramos que si se tienen más datos experimentales, obtendríamos un valor de la gravedad más preciso.
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Hoja milimetrada con las graficas de la tabla2