Graficar objetos de aceleración: Laboratorio de física

Acelerar objetos

Los objetos que aceleran son objetos que se aceleran o desaceleran, o en otras palabras, una aceleración es un cambio en la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo. Como número, la aceleración te dice cuántos metros por segundo cambia la velocidad de un objeto en cada segundo y, por lo tanto, se mide en metros por segundo por segundo.

Los objetos que caen se aceleran. Si sueltas una pelota en el aire, no solo flota en su lugar, por lo que debe ser cierto. Sin duda, su velocidad está cambiando. De hecho, todos los objetos se aceleran a una velocidad particular en la superficie de la Tierra: -9,8 m / s / s. Esto es cierto sin importar cuán liviano o pesado sea un objeto. Pero hoy, vamos a utilizar un experimento y un gráfico para intentar demostrar que la aceleración debida a la gravedad es realmente -9,8.

Pasos del laboratorio de física

Para este laboratorio de física, necesitará:

• Una pelota de algún tipo (mármol, béisbol, pelota de tenis)
• Un cronómetro con función de vuelta
• Una cinta métrica o una regla
• Cinta adhesiva
• Una pared o un fondo en el que puedas pegar cinta adhesiva

Paso 1:
Pegue cuatro pedazos de cinta adhesiva al fondo / pared a distancias iguales entre sí, con el último pedazo a la misma distancia del suelo.

Paso 2:
Mide la distancia entre cada pieza y anótala.

Paso 3:
Toma una de las bolas y suéltala desde la pieza superior mientras enciendes el cronómetro al mismo tiempo.

Paso 4:
Presione el botón de vuelta cuando la pelota llegue a cada uno de los marcadores, deteniéndola finalmente cuando toque el piso. Anote estos números en una tabla de datos, como esta:

Tabla de datos de ejemplo

Paso 5:
Repita el experimento al menos diez veces; presionar el cronómetro en el momento adecuado es difícil, por lo que necesitamos muchas pruebas.

Paso 6:
Promedio de sus ensayos sumándolos y dividiendo por el número de ensayos (en este caso diez).

Ahora es el momento de pausar el video y comenzar. ¡Buena suerte!

Análisis de los datos

Ahora que ha recopilado sus datos, debemos analizarlos. El primer paso es calcular la velocidad en cada región entre los trozos de cinta adhesiva. Como conoce las distancias entre cada pieza, puede usar la ecuación de velocidad igual a distancia dividida por tiempo para calcular las velocidades promedio en cada parte. Para calcular el tiempo para poner en la ecuación, tendrás que hacer algunas restas. Por ejemplo, puede restar el momento en que la bola alcanzó el tercer trozo de cinta adhesiva del momento en que alcanzó el cuarto trozo para calcular cuánto tiempo tardó en viajar entre los dos.

Una vez que tenga una velocidad para cada sección del viaje, grábelo en un gráfico de velocidad-tiempo. El eje debería verse así:

Gráfico de velocidad-tiempo

Tenga en cuenta que, dado que la pelota va hacia abajo, sus velocidades deben ser negativas. Sus números de velocidad serán su velocidad calculada para cada sección del viaje. Para los tiempos, puede utilizar el tiempo al comienzo de cada sección, el tiempo al final y un tiempo justo en el medio. En el medio sería más preciso, pero no importa tanto, porque la pendiente de la línea será la misma.

Cuando haya trazado su gráfico, calcule la pendiente usando subida sobre carrera. Dado que el aumento es el cambio de velocidad y la carrera es el tiempo, la pendiente es igual al cambio de velocidad dividido por el tiempo, que es la aceleración. Entonces, ese es nuestro número final. También puede trazar este número en un gráfico de tiempo de aceleración, aunque no será el gráfico más emocionante del mundo.

Finalmente, compare su figura con la aceleración esperada de -9,8. ¿Por qué crees que tu número no era el mismo? ¿Qué dificultades tuvo para tomar las medidas? ¿Y qué otros factores podrían estar afectando?

Aunque lo más probable es que el número no sea -9,8, aún puede acercarse bastante con este método. Las razones por las que no obtuviste un número exacto incluyen: el hecho de que estabas promediando la velocidad en cada una de las secciones (sin dar una velocidad instantánea), el hecho de que la resistencia del aire ralentiza un poco la pelota y el hecho de que es extremadamente difícil presionar el botón del cronómetro en el momento exacto.

Resumen de la lección

La aceleración es un cambio en la velocidad de un objeto a lo largo del tiempo. Los objetos que caen se aceleran a una velocidad constante: -9,8 m / s / s. En el laboratorio de hoy, tomamos datos y calculamos la aceleración de un objeto que cae usando un gráfico de velocidad-tiempo. La pendiente de la gráfica fue la aceleración del objeto.

Los resultados del aprendizaje

Al completar esta lección, averigüe si puede:

• Indique la definición de aceleración
• Identificar la tasa de aceleración de la caída de objetos en la Tierra.
• Describe un experimento que te permitirá calcular la aceleración de un objeto que cae con un gráfico de velocidad-tiempo
• Describir las dificultades que se pueden encontrar al intentar calcular con precisión la aceleración.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador