practica plano inclinado

Laboratorio de Física. MRUA. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado. Plano inclinado sin fricción. Introducción. En una trayectoria recta que tiene cierta pendiente respecto al plano horizontal, un cuerpo se desplaza pendiente abajo con incrementos de la velocidad a medida que transcurre el tiempo. Cuando el ángulo de la pendiente es de 90°, el movimiento corresponde a una caída libre. Si el cuerpo de masa unitaria parte del reposo, la ecuación para el desplazamiento vertical es 1
𝑦 = 𝑔 𝑡 ! 2
donde g=9.81 ms-­‐2 es la aceleración de la gravedad y t es el tiempo de recorrido. En un cuerpo que se desplaza sobre un plano inclinado, la aceleración de la gravedad se distribuye vectorialmente en función del ángulo de inclinación θ del plano, como se indica en la siguiente figura. Izq: El desplazamiento de un cuerpo sobre un plano sin fricción que está inclinado un ángulo θ ocurre debido al efecto de la gravedad g que actúa paralela al plano (𝐹! ) y perpendicular al plano (𝐹! ). Der: El mismo sistema rotado tal que la superficie del plano inclinado coincide con el eje horizontal. Las componentes horizontal y perpendicular al plano de la fuerza de gravedad se pueden determinar como 𝐹! = 𝑔 𝑠𝑒𝑛 𝜃 y 𝐹! = 𝑔 cos 𝜃. La fuerza normal N es la fuerza perpendicular al plano e igual a 𝐹! . En el MRUA, el desplazamiento varía en función de t2, la velocidad en función lineal de t, y la aceleración es constante Objetivos. Estudiar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado que se produce por un cuerpo que desciende por un plano inclinado. Utilizar las medidas de posición vs tiempo para el cálculo de las componentes de velocidad y la aceleración. Experimentación. 1) Para una superficie plana con un ángulo predeterminado θ respecto a la horizontal, calcule las componentes de la gravedad de acuerdo con el esquema de la figura. Considere la masa real del cuerpo para el cálculo de 𝐹! y 𝐹! . 2) Sobre ese mismo plano inclinado y desde el reposo, haga deslizar un objeto pendiente abajo. Filme el desplazamiento. 3) En su aplicación de análisis de imágenes de video, defina los ejes coordenados (x,y) paralelo y perpendicular al plano y obtenga las posiciones relativas del cuerpo que se desplaza sobre el plano. 4) Para ambas direcciones, grafique el desplazamiento (x,y), la velocidad (𝑣! , 𝑣! ) y la aceleración instantánea (𝑎! , 𝑎! ) vs tiempo. Discuta estos gráficos en su reporte. 5) Del gráfico de velocidad vs tiempo, realice un ajuste lineal y determine la aceleración promedio (pendiente del ajuste). Compare este cálculo con el resultado teórico del punto (1). Discuta.