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MOVIMIENTO DE UN
COCHECITO DE CUERDA |
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Experimentos
realizados por alumnos de Secundaria y de Bachillerato en el IES "Leonardo Da Vinci" de Alicante
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PLANTEAMIENTO Y DISEÑO EXPERIMENTAL |
GRÁFICA DE LA POSICIÓN |
CONFIRMACIÓN
DE LA HIPÓTESIS Y OBTENCIÓN DE
LA VELOCIDAD DEL COCHECITO |
ARCHIVOS DE
DATASTUDIO |
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PLANTEAMIENTO, HIPÓTESIS Y DISEÑO
EXPERIMENTAL |
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Nos planteamos estudiar el movimiento de un
cochecito de cuerda deslizando por un plano horizontal. Los
estudiantes describen cualitativamente el
movimiento, suponiendo que es uniforme mientras se va desenrollando
la cuerda, y dibujan tentativamente unas gráficas cualitativas de la posición, la
velocidad y la aceleración.
El objetivo del experimento es contrastar
estas hipótesis y, si se confirma que el movimiento es
uniforme, obtener la velocidad del cochecito. |
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La experiencia acumulada en el manejo
de los sensores enseña que para determinar
posiciones con mayor precisión conviene que la
superficie del móvil que se enfrenta al sensor sea plana
y perpendicular a la dirección del movimiento. Para
lograrlo, se propone que el coche
arrastre, a modo de remolque, un carrito ya usado en
otras prácticas.
El carrito lleva pegado en su parte trasera un
trozo de cartulina.
Después de recoger la cuerda del
cochecito, dejaremos que el carrito se aleje del sensor
a medida que la va desenrollando. Las primeras
experiencias exploratorias enseñan que se ha de esmerar
el proceso de lanzada con objeto de que el cochecito no
de un tirón al carrito al arrancar (la cuerda que une
el cochecito con su remolque ha de estar tensa antes de
iniciarse el movimiento conjunto de ambos)
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GRÁFICA DE LA
POSICIÓN |
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La gráfica del movimiento completo
enseña tres zonas bien diferenciadas: El arranque
(acelerado), la detención (acelerada) y un tramo
intermedio que podría ser uniforme. Este tramo
intermedio es muy breve en esta experiencia, porque se
recogió poca cuerda con objeto de que el coche no
deslizara más allá del espacio disponible en la mesa del laboratorio.
Por este motivo, se configuró el sensor
para trabajar a la
mayor frecuencia (50Hz, es decir, 50 mediciones por
segundo) Como se querían obtener las gráficas de todas las
magnitudes cinemáticas, los alumnos prepararon
el sensor para
obtener valores de la posición, de la velocidad y de la
aceleración.
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Después de eliminar los
tramos del arranque y la detención, se obtiene
una gráfica de la posición que parece
apoyar la hipótesis de que el movimiento en el
tramo intermedio fue uniforme. |
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CONFIRMACIÓN DE
LA HIPÓTESIS Y OBTENCIÓN DE LA VELOCIDAD DEL COCHECITO |
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Con objeto de confirmar cuantitativamente que
en el tramo intermedio el movimiento del cochecito es uniforme, los alumnos obtienen y
analizan una tabla de valores de la posición (se muestra sólo
una parte de los valores), realizan un ajuste lineal sobre la
gráfica de la posición y analizan también las gráficas de la
velocidad y la aceleración.
Estos análisis confirman la hipótesis con un
buen grado de aproximación y permiten obtener un valor aproximado de
la velocidad del cochecito de 0.33m/s. |
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ARCHIVOS DE
DATASTUDIO: Te puedes descargar los
resultados originales del experimento que se
describe en esta página. Para abrir el archivo se necesita el
programa DataStudio, del que tienen
licencia bastantes departamentos de física y química de
institutos de enseñanza secundaria. |
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