Recientemente, tuve el primer laboratorio de física para mi curso universitario de física. Esta práctica de laboratorio fue bastante simple, ya que simplemente usábamos una computadora y un sensor de distancia para graficar la posición, la velocidad y la aceleración de un carro mientras se movía a lo largo de una pista lineal.
Una de las situaciones para las que capturamos datos implicó iniciar el carrito en la parte inferior de una rampa inclinada y empujarlo hacia arriba. Como era de esperar, rodó, se detuvo y luego volvió por la pista a su posición inicial. La gráfica de posición versus tiempo era esencialmente parabólica, la gráfica de velocidad versus tiempo era esencialmente lineal y la gráfica de aceleración versus tiempo era esencialmente lineal. Hasta aquí todo bien.
En este punto de la práctica de laboratorio, el instructor señaló que, si los datos se examinaban detenidamente, la aceleración del carro era mayor mientras el carro se desplazaba hacia arriba que cuando se desplazaba hacia abajo (aproximadamente y , respectivamente), y nos pidió que determinemos por qué en nuestro informe de laboratorio.
Ahora, la gravedad era la única fuerza que actuaba sobre el carro y, por lo tanto, su aceleración debería ser una constante, al menos a la escala en la que se realizó nuestro experimento, por lo que estos resultados desconciertan por completo a mi grupo de laboratorio. Hasta ahora, hemos propuesto las siguientes ideas, pero ninguna de ellas parece muy plausible.
Efecto Doppler en el sensor de distancia ultrasónico
Fricción
Resistencia del aire
Error humano
El primero parece altamente improbable, y los últimos tres son más ofuscación y gestos de mano que teorías reales.
¿Por qué nuestros datos experimentales muestran que la aceleración de la gravedad cambia según la dirección en que se mueve el objeto?
Que el valor numérico de la aceleración resultante sea mayor hacia arriba que hacia abajo probablemente se deba a la fricción. La fricción cuesta arriba y la gravedad tiran en la misma dirección, mientras que la fricción cuesta abajo y la gravedad tiran en direcciones opuestas.
Puedes usar la diferencia en la aceleración para estimar la fricción. El promedio es la aceleración gravitacional (proyectada), a partir de la cual puede calcular el ángulo de inclinación (suponiendo una pendiente constante).
El caso ideal debe ser simétrico en el tiempo. Una diferencia de 10,7%/promedio parece significativa. Si el carro no tiene una forma simétrica, incluidos los soportes de las ruedas, la resistencia del aire es sospechosa en relación con el coeficiente balístico, Cd. ¿El carro tiene un reflector ultrasónico solo en un extremo? El cambio Doppler se puede probar apuntando el sensor ultrasónico al otro extremo del carro. ¿Hay una corriente de aire en la habitación procedente de un calentador? ¿Hay un electroimán debajo de la pista?
Cuando el carro se hundió, ¿podría pasar aire por debajo de su extremo delantero? Algunos mgh están alimentando las ruedas giratorias. ¿Tienen un patrón que hace que el aire sople de manera diferente dependiendo de la dirección de giro?
Si solo ejecutó el experimento una vez, no tiene estadísticas para errores sistemáticos y estadísticos. Labwork comienza con "el universo me odia". Luego, comience a eliminar las notas al pie. No es paranoia si sucede.
dmckee --- gatito ex-moderador
BMS
mfabel
mfabel
david z