Introducción
En cualquier estudio de la naturaleza, es necesario registrar una o más variables que serán analizadas. Este paso es clave para el desarrollo posterior, dado que un registro inexacto o poco preciso condiciona el análisis y los resultados que se obtengan.
El objetivo de este experimento es estudiar la aceleración en un movimiento rectilíneo uniforme y para dicho estudió se experimentará con el movimiento de un móvil unido a una masa colgante de manera tal que se logre determinar la aceleración de la gravedad (g) a partir de los datos que se registren. Una partícula en movimiento rectilíneo solo puede cambiar su velocidad bajo la acción de una aceleración en la misma dirección de su velocidad (dirigida en el mismo sentido si acelera; o en sentido contrario si desacelera). Se puede entonces definir a la aceleración como la variación de la velocidad respecto al tiempo. Para poder calcular la aceleración de un objeto en movimiento es necesario conocer la variación de su velocidad en un tiempo determinado, como se observa en la expresión
\(\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ a\ =\ \frac{dv}{dt}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \left(ecuación\ 1\right)\)
Para esto, se deben conocer las velocidades instantáneas en al menos dos puntos. Entre los cuales se presupone que la aceleración se mantiene constante (el carrito realiza un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado). Para calcular la velocidad instantánea, es necesario medir el tiempo que demora el objeto en recorrer un intervalo de distancia lo más pequeño posible, y realizar la aproximación
\(\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ v_i\ =\frac{dx}{dt}\ =\frac{Δx}{Δt}\ \ \ \ \left(ecuación\ 2\right)\)
Finalmente, a partir de varios datos de velocidades instantáneas, puede graficarse la velocidad en función del tiempo, y obtener la aceleración a partir de la pendiente de un ajuste lineal. Para estos cálculos cabe destacar que se está despreciando el rozamiento que pueda existir en el sistema.
Procedimiento Experimental
Siguiendo el armado de un sistema como el esquematizado en la figura 1, se colocó un carro de masa m, (pesada en una balanza, con un error asociado a la medición de 0,01 g), sobre un riel horizontal. Dicho carro llevaba sujeta una placa metálica con perforaciones como la esquematizada en la figura 2; y estaba vinculado a una pesa de masa M1 tal que se moviera con MRUV.).
Se ubicó sobre el plano un photogate, dispuesto con el sensor a la altura de las perforaciones de la placa.