1. Objetivo.
El objetivo de esta práctica es estudiar el tipo de movimiento que sigue una burbuja de aire al subir por un tubo de vidrio lleno de un líquido
2. Fundamento teórico.
El aire es menos denso que los líquidos, por lo que una burbuja de aire en el interior de un líquido tiende a subir. La viscosidad del líquido provoca la aparición de una fuerza de rozamiento sobre la burbuja que puede igualar la fuerza ascensional debida al empuje de Arquímedes. Si la resultante de las fuerzas que actúan sobre la burbuja es nula, asciende con movimiento uniforme.
Ecuación de la velocidad: v = (x – x0) / (t – t0) = s / t
Ecuación de la posición: x = x0 + v0 t
3. Materiales.
Tubo transparente
Corchos o tapones para los extremos del tubo
Cronómetro
Cinta métrica
4. Procedimiento experimental.
Se llena el tubo de vidrio con lavavajillas líquido dejando una burbuja de aire y se tapa con un tapón de corcho. Se coloca el bastidor verticalmente con la burbuja en la parte superior del tubo.
Se prepara el cronómetro y se gira el bastidor 180°. Se observa que la burbuja comienza a ascender.
Se acciona el cronómetro cuando la burbuja ha recorrido, por ejemplo, 10 centímetros y se toman medidas de tiempo a intervalos regulares (por ejemplo, cada 10 centímetros).
y/ m t/ s
y1 t1
y2 t2
- -
- -
5. Cuestiones.
a) ¿Es una constante la velocidad de la burbuja?
b) ¿Cuánto vale su velocidad?
c) ¿Qué figura se origina en el gráfico s VS t?
d) ¿Cuánto vale la pendiente de la recta? (leer en el gráfico)
e) ¿Por qué se puede decir que el movimiento de la burbuja es un MRU?
EXPERIENCIA 2. MRUA
1. Objetivo.
El objetivo de esta práctica es comprobar que el movimiento de bajada por un plano inclinado de un cuerpo por un riel es uniformemente acelerado y estudiar la influencia que tiene la masa del mismo en dicho movimiento.
2. Fundamento teórico.
Un cuerpo en movimiento describe un movimiento rectilíneo uniformemente variado cuando mantiene una aceleración constante y su trayectoria es rectilínea. Dentro de este mismo se distinguen el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) y el movimiento rectilíneo uniformemente retardado (MRUR).
Ecuación de la velocidad: v = v0 + at
Ecuación de la posición: x = x0 + v0 t + a t2
3. Materiales.
Riel de aluminio y soporte
Bolita de acero, corcho y canicas
Cronómetro, metro, rotulador
Probeta graduada y embudo con llave de paso
4. Procedimiento experimental.
Se fija el carril con una determinada inclinación y se marca sobre el riel las longitudes de 50, 60, 80, 90 y 100 cm, tomando como punto inicial el punto de apoyo del carril con el suelo (mesa). Se coloca la bolita sobre el carril y se deja caer libremente por el riel. Se mide el tiempo que tarda la bola en recorrer cada una de estas distancias, repitiendo tres veces cada medida y calculando la media. Finalmente, se anotan los resultados obtenidos. El modo de medir el tiempo de caída se puede realizar mediante un cronómetro (en segundos) o con un reloj de agua (en “mL de agua”).
Para llevar a cabo esta última forma de medir el tiempo, se llena el embudo de agua y se coloca encima de la probeta. En el momento en el que se suelta la bolita se abre la llave de paso y cuando llega al suelo se cierra.
s(m) t1 t2 t3 tm t m2 s/t
0,5
0,6
0,8
0,9
1,0
5. Cuestiones.
a) Construya la gráfica espacio-tiempo para cada bola. Interpreta los resultados.
b) Observando las gráficas de varias bolas de diferente masa, ¿se podría decir que la velocidad de caída depende claramente de las masas de las bolas?
c) La pendiente de la tangente en cada punto es la velocidad instantánea. Calcula la velocidad para t= 1 s.
d) Construya la gráfica espacio-tiempo al cuadrado e interpreta los resultados.
e) Si la bolita parte del reposo y recorre 2 metros en 1 segundo ¿cuál es la aceleración de la bolita? ¿Qué velocidad alcanza?
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