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ESTUDIO DE LA FRENADA DE UN CARRITO RODANTE
CON MODELLUS |
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Experimento
realizado por alumnos de Bachillerato del IES "Leonardo Da Vinci" de Alicante |
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PLANTEAMIENTO DEL EXPERIMENTO |
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La gráfica adjunta
corresponde al estudio
del
movimiento de
rodadura de un carrito por un carril horizontal realizado
por alumnos de 1º Bachillerato
con el sensor de posición. La fuerza
de rozamiento (de valor constante) frena al carrito hasta que se detiene. En este
estudio, el análisis matemático realizado sobre la
gráfica proporciona el valor de la aceleración
(negativa) del movimiento (en
este caso a=-0.32m/s2; el doble
del coeficiente A del ajuste).
Teniendo en cuenta
este resultado, nos proponemos realizar un segundo
trabajo práctico en el que se elabora una
animación Modellus adecuada para analizar la
concordancia entre el movimiento real del carrito
y un movimiento virtual uniformemente acelerado de
velocidad inicial y aceleración iguales a las experimentales. |
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VIDEO DEL
MOVIMIENTO |
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En
la
primera parte de este experimento se filma el video adjunto
que muestra el movimiento de frenada del carrito. Se utiliza el sensor de
movimiento que se observa a la izquierda de la filmación para
comprobar que se trata de un movimiento uniformemente acelerado
y para obtener valores experimentales de la velocidad inicial
del movimiento de frenada y de su aceleración.
Después de grabar el video se
selecciona el movimiento de frenada del carrito con
un programa libre de tratamiento de videos y se guarda comprimido con
objeto de que no pese demasiado. |
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ANÁLISIS
EXPERIMENTAL CON MODELLUS |
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El análisis se
inicia usando la herramienta de medida de longitudes
del programa para obtener la equivalencia entre
pixels y m (se conoce el valor experimental
de la distancia recorrida por el carrito). El tiempo que
dura el movimiento de frenada se obtiene directamente de
la gráfica experimental de la posición, y, como se ha
dicho, la velocidad inicial y la aceleración de dicho
movimiento ya se han obtenido en la primera parte del
análisis experimental, realizada con el programa
DataStudio. Con estos datos, en la ventana reservada al modelo
físico matemático se escriben las
ecuaciones teóricas del movimiento uniformemente
acelerado y en la pantalla se añade un carrito
virtual que seguirá ese
movimiento. Para
terminar enriquecemos la animación incorporando imágenes
de las gráficas experimentales y la gráfica del
movimiento virtual. |
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Al ejecutar la
animación se comprueba que se obtiene
una buena concordancia entre el
movimiento real (filmado) y el movimiento
teórico (reproducido por la animación) |
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