UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE ANZOÁTEGUI

UNIDAD DE ESTUDIOS BÁSICOS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

LABORATORIO DE FISICA I

RIEL DE AIRE

Prof. Bachilleres:

Iskandar Arneodo. Adela Rodriguez C.I: 17.900.320

Angelica Quijada C.I : 24.799.117

Jean Henriquez C.I : 21.173.677

Luz Parica C.I: 22.876.339

Sección: 07

Puerto La Cruz, 31 de Julio de 2012

ÍNDICE

Pág.

Introducción

Objetivo 3

Fundamentos teóricos 4

Materiales y equipos 6

Procedimiento experimental 7

Tabla de datos 8

Tabla de resultados 9

Discusión de resultados 10

Conclusiones 11

Bibliografía 13

Anexos 14

INTRODUCCIÓN

La gravedad o más correctamente la aceleración de la gravedad, es la

aceleración con la cual se mueven los cuerpos al caer. El fenómeno de la caída de

un cuerpo se produce debido a la fuerza de gravedad o peso del mismo, que es la

fuerza con la cual el planeta tierra atrae a los cuerpos cercanos a su superficie. En

la superficie de la tierra el valor de esta aceleración, que se indica con la letra g

(9,81m/s2), sería igual en cualquier punto si el globo fuese perfectamente esférico

y si la fuerza centrifuga debida a la rotación terrestre, que tiene como efecto una

disminución de la fuerza de atracción gravitacional, tuviera en cualquier parte el

mismo valor. Al no verificarse estas dos condiciones, (G) varía ligeramente de un

lugar a otro.

Existen diversos métodos para estimar el valor de (G), atreves de

experimentos que involucran a la fuerza peso y por consiguiente a la aceleración

de la gravedad. Uno de ellos se base en el estudio del movimiento de un cuerpo

en un plano inclinado, o superficie plana que forma un ángulo muy agudo (mucho

menor de 90º) con respecto a la horizontal. En el siguiente informe presentaremos

nuestro trabajo en el laboratorio, en el cual estudiamos lo referente a la

aceleración gravitatoria, mediante el movimiento de una masa sobre un riel de aire

en una distancia establecida, estableciendo el tiempo que tarda en recorrer dicha

distancia. Al estudiar el desplazamiento del objeto se obtienen diferentes tiempos,

con diferentes distancias. Partiendo de esto pudimos estudiar el movimiento en el

experimento y de allí obtener mediante cálculos (mínimos cuadrados, etc.) la

aceleración de la gravedad.

OBJETIVO

Determinar el valor de la aceleración de la gravedad de manera experimental a

través del uso de un riel de aire.

MARCO TEÓRICO

RIEL DE AIRE.

Es un instrumento de laboratorio utilizado para estudiar las colisiones en una

dimensión. El riel de un tubo de sección transversal cuadrada con una serie de

perforaciones por las que sale el aire a presión. Sobre el riel de aire se colocan

carros que se deslizan sobre un colchón de aire entre el riel y el carro. Los carros

se mueven en esencia sin fricción.

LA GRAVEDAD.

En física es una de cuatro interacciones fundamentales. Origina la

aceleración que experimenta un objeto en las cercanías de un planeta o satélite.

Por efecto de la gravedad tenemos la sensación del peso, si estamos en un

planeta o satélite. Si no estamos bajo el efecto de otras fuerzas, sufriremos una

aceleración dirigida aproximadamente hacia el centro del planeta.

ACELERACIÓN.

La aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de

cambio de la velocidad de un móvil por unidad de tiempo. En otras palabras

cuanta rapidez adquiere un objeto durante el transcurso de su movimiento, según

una cantidad definida de tiempo.

SEGUNDA LEY DE NEWTON.

La segunda ley del movimiento de newton dice que el cambio de movimiento

es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo

de la cual aquella fuerza se imprime.

Esta ley explica que ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no

tiene por que ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificara el estado

de movimiento. Cambiando la velocidad en modulo o dirección, en concreto, los

cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son

proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta: esto es,

las fuerzas son causa que producen aceleraciones en los cuerpos.

Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la

aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente la fuerza se define

simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos

fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del

objeto.

MATERIALES Y EQUIPOS

Carril de aire con compresor.

Deslizador de 15cm.

Un bloque de inclinación de 2 a 3cm. De espesor.

Una balanza.

Nivel.

Metro.

Un cronometro.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Un método muy sencillo para calcular la gravedad, y cuyos resultados

pueden arrojan un porcentaje de error cercano al 0,06% es el siguiente:

1. Nivelar el riel de aire. A partir de la nivelación, inclinar el riel de tal manera

que el ángulo entre 7º y 12º. Verificar esta medida, ya que es muy

importante para obtener los resultados esperados.

2. Colocar un deslizador en una posición inicial que seleccione en la escala

del riel, soltarlo, activando simultáneamente, el cronometro, para medir el

tiempo que tarda en recorrer una distancia de 50cm. Repetir este

procedimiento para 7 distancias, por triplicado cada medida. Registre los

datos en una tabla.

3. Con los datos obtenidos, graficar: distancia en función del tiempo al

cuadrado (D vs. T2 ) aplicar el método de los mínimos cuadrados para

obtener el valor de la aceleración. Tomando en cuenta la ecuación 3.1, se

podrá determinar el valor de la gravedad. Finalmente calcular el error.

Comparándolo con el valor promedio de la gravedad(9,806m/s2 )

TABLA DE DATOS

Tabla N°1. Tabla de Datos

PosiciónDistancia

(cm)Distancia

(m)T1

(seg.)T2

(seg.)T3

(seg.)Tiempo

promedioTiempo

Promedio2

1 50 0,5 0,92 1,25 1,27 1,15 1,3225

2 60 0,6 1,20 1,22 1,31 1,24 1,5376

3 70 0,7 1,23 1,35 1,35 1,31 1,7161

4 80 0,8 1,22 1,18 1,24 1,21 1,4641

5 90 0,9 1,47 1,24 1,34 1,35 1,8225

6 100 1 1,60 1,37 1,49 1,49 2,2201

7 110 1,1 1,68 1,32 1,45 1,48 2,1904

TABLA DE RESULTADOS

Tabla N°2. Mínimos Cuadrados

N°Xi

Tprom2

(seg2)

Yi Distancia

(m)(Xi)2 Xi * Yi

1 1,323 0,5 0,25 0,661

2 1,538 0,6 0,36 0,923

3 1,716 0,7 0,49 1,201

4 1,464 0,8 0,64 1,171

5 1,823 0,9 0,81 1,640

6 2,220 1 1 2,220

7 2,190 1,1 1,21 2,409

Σ= 12,273 5,6 4,76 10,226

Tabla N° 3. Aceleración y gravedad obtenidas apartir de los cálculos de

mínimos cuadrados.

m 0,558

b -0,178

a (m/seg2) 1,1151

g (m/seg2) 7,50

DISCUSIÓN DE RESULTADOS

El propósito de la experiencia era determinar la aceleración de la gravedad

de la tierra mediante un dispositivo presente en el laboratorio, denominado riel de

aire. Experimentalmente se obtuvo un valor de aceleración de gravedad de (7,50

m/s2), un valor considerablemente cercano del valor teórico de la gravedad que es

9,806m/s2.

Expresando un error de 23,516%, Durante la experiencia el móvil se

desplazo sobre una cortina de aire a presión producida por el riel, evitando así la

fricción y alcanzando una aceleración constante de 1,1151 m/s2 , que modificaba la

velocidad del móvil con el paso del tiempo, a este tipo de movimiento se le conoce

como movimiento rectilíneo uniformemente variado, que pueda ser estudiado y

utilizado para determinar las velocidades de colisión de móviles e incluso la

gravedad.

El alejamiento del valor obtenido con respecto al valor real, probablemente

se debió a diferentes factores como la velocidad de reacción al activar el

cronometro, la habilidad para visualizar el momento exacto en el q llegaba el móvil

al punto cero del carril, y el cronometro a la vez o el tiempo que tarda en soltar el

deslizador.

Luego de haber analizado los errores de cálculos podemos añadir las

escalas pintadas sobre el carril; estas marcas no están hechas con presión y en

efecto el móvil recorrerá mayor o menor distancia que la esperada. Por último,

esta la nivelación de la mesa que influirá en el ángulo del riel. Por otra parte, están

las condiciones ambientales siendo estas: la humedad, la limpieza del riel ya que

esta trae como consecuencia el deslizamiento con mayor o menor rapidez del

móvil y el aumento de la fricción, etc.

CONCLUSIONES

En el riel de aire un objeto cae por una pendiente prácticamente sin roce.

Es necesario determinar un ángulo adecuado y nivelar el riel lo mejor posible

ya que la variación inadecuada de estas medidas impedirán la obtención de los

resultados.

El ángulo obtenido fue: 8,55º.

Las graficas de aceleración versus tiempo al cuadrado, nos ayuda a determinar

la evolución de las medidas de manera progresiva.

Mediante la ejecución de medios cuadrados es posible determinar la

aceleración de la gravedad y por consiguiente la gravedad.

Un error a la hora de tomar un dato experimentalmente puede alejarnos del

resultado real.

ANEXOS

Compresor.

Riel.

Deslizador.

Bloques.

Riel.

Deslizador.Compresor.

Cronometro. Metro.

BIBLIOGRAFÍA

Pagina web:

http://es.seribd.com/doc/63693758/Riel-De-Aire2.

Guía práctica:

Laboratorio de Física I.