MOVIMIENTO DE UN COCHECITO DE CUERDA


Experimentos realizados por alumnos de Secundaria y de Bachillerato en el IES "Leonardo Da Vinci" de Alicante

 
 

PLANTEAMIENTO Y DISEÑO EXPERIMENTAL
GRÁFICA DE LA POSICIÓN
CONFIRMACIÓN DE LA HIPÓTESIS Y OBTENCIÓN DE LA VELOCIDAD DEL COCHECITO
ARCHIVOS DE DATASTUDIO

 
 

 

PLANTEAMIENTO,  HIPÓTESIS Y DISEÑO EXPERIMENTAL

     
 

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.

 
 

 

 
 

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)

 

 
     
 

 

GRÁFICA DE LA POSICIÓN

     
 

 

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.

     

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.

 

 
 
 

 

CONFIRMACIÓN DE LA HIPÓTESIS Y OBTENCIÓN DE LA VELOCIDAD DEL COCHECITO

 
 

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.

 

 

   
 

   
 

 

 

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.