Práctica Nº 2.Movimiento Rectilineo Uniforme - Laboratorio de Física 4to año (Instituto Luisa Cáceres)

 Hola chicos(as) tal como les comenté deben traer los materiales indicados aqui para realizar está práctica la semana del 14 al 18 de Noviembre. (Recuerden llevar adicionalmente papel milimetrado y regla).

Fundamentos:

Es sabido que  una bola  sólida que cae en un medio viscoso ( aire, agua, glicerina,…), experimenta , además de la gravedad , una fuerza opuesta a la sentido del movimiento  que es proporcional a la velocidad de dicho cuerpo. Llega un momento  en el que ambas fuerzas se igualan y se puede llegar a demostrar que la velocidad de caída es constante y función del radio de la bola, coeficiente de viscosidad, etc. Ello permite explicar el que los paracaidistas al los que se les avería el paracaídas,  alcancen en su caída libre una velocidad máxima de unos 200 km/h, lo que explica que en algún caso hayan salvado la vida al caer entre malezas muy densas.

Materiales  

·         Un metro de tubo de plástico  flexible transparente, diametro acorde a la bolita de rodamiento  (de venta en ferreterias)

·         Una bolita de rodamiento (acero).

·         Dos tapones de corcho.

·         Una guía de madera graduada en centímetros o una cinta metrica.

·         Taco de madera de unos 10 centímetros.

·         Cinta aislante para sujetar el tubo a la guía (cinta adhesiva transparente).

·         Un cronómetro digital ( sirve el de los teléfonos móviles )

Método de trabajo  

Una  vez el tubo lleno de agua, se introduce una bolita de acero en su interior, se tapa su  extremo libre, se inclina el tubo apoyando su extremo en el taco de madera, y cuando la bola emprende su caída, se inicia el cronometraje para distintos recorridos (10, 20 ,….,80 cm ). Una persona se encarga de manipular el tubo, otra de cronometrar (al menos dos veces la misma caída) y un tercero de anotar los resultados.  Los resultados de llevan a una curva espacios- tiempos en un papel milimetrado o a una hoja de cálculo, y  se comentan los resultados y la ley física obtenida.
Nota: Es importante que no quede fuga de agua. 

Distancia ( cm )	Tiempo 1 (seg)	Tiempo 2 (seg)	Tiempo  medio (seg)
10
20
30
40
50
60
70
80

1.- Realizar una gráfica de distancia en función de tiempo.
2.- Calcular la velocidad de la esfera de acero.

Aunque parece un movimiento muy simple, existen muchos casos prácticos de M.R.U.

Los radares de la Policía son capaces de medir la velocidad exacta de los coches a los que apuntan aprovechando que un rayo de luz se mueve con velocidad constante (3x10⁸ m/s) y en línea recta, para que esto sea posible, el coche de policía donde está instalado el radar debe llevar también movimiento uniforme o estar en reposo.

El movimiento de una bala disparada a corta distancia del objetivo (lo bastante corta para que no le de tiempo a caer) se realiza siempre con este tipo de movimiento de forma que los investigadores de la policía saben perfectamente cuál ha sido la tr ayectoria de una bala sin más que conocer su marca y modelo (para conocer la velocidad) y desde dónde se disparó (condiciones iniciales).

Cuando los pilotos de avión ponen "velocidad de crucero", lo que hacen es poner el aparato en Movimiento Rectilíneo Uniforme (con una velocidad constante previamente establecida) hasta que comience la fase de aterrizaje.

Un cohete impulsado con agua

Materiales

• Una botella de dos litros de Plástico, Como Las de refrescos.
• Una bomba de inflar Ruedas de Bicicletas.
• Un Tapón de corcho horadado.
• Tres Ladrillos.

¿Cómo funciona?

Los cohetes funcionan gracias al principio de acción y reacción: los gases que salen por los motores empujan al cohete en dirección contraria. Esos gases se producen al mezclar el combustible con oxígeno.

Sugerencias

Puedes intentar mejorar el prototipo haciéndolo más aerodinámico, regulando la salida de agua con orificios más pequeños, consiguiendo más presión mejorando el cierre del tapón, etc.

• Tres ladrillos.

Procedimiento y explicación

1. Llena la botella con agua hasta la mitad. Ponle un tapón de corcho, con un agujero por donde puedas conectar la bomba de bicicleta sin que se salga el agua.
2. Pon en el suelo la botella boca abajo, con la bomba conectada. Tres ladrillos verticales a su alrededor te servirán para que se mantenga en vertical. Todo esto hazlo en un lugar donde no importa que se vierta el agua del interior de la botella.
3. Con cuidado de no inclinar el cohete-botella, ve metiendo aire en su interior con la bomba hasta que el tapón de corcho no soporte la presión interior. Entonces saldrá el agua hacia abajo e impulsará al cohete hacia arriba, como hacen los gases de un cohete a reacción, que salen impulsados hacia adelante por el principio de acción y reacción.

EQUILIBRIO

Centro de gravedad

El punto donde parece concentrarse el efecto de la gravedad sobre un cuerpo se llama centro de gravedad.
Es el punto en que aparentemente actúa todo el peso del cuerpo. Un cuerpo que se apoya de modo que su vertical pase por el centro de gravedad se mantiene en equilibrio.
El corcho mostrado en la figura se mantiene en equilibrio sobre la punta del palillo porque los tenedores que penden de él hacen que el centro de gravedad del conjunto se sitúe por debajo de el soporte.

Cómo construir una pila eléctrica en casa?:

Una pila es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a partir de una reacción química. En esta experiencia te vamos a enseñar a construir una pila casera que, además, funciona.

Material que vas a necesitar:

·         Un vaso

·         Una botella de vinagre

·         Un trozo de tubería de cobre (de las que se usan para las conducciones de agua)

·         Un sacapuntas o afilalápices metálico

·         Cables eléctricos

·         Un aparato que vamos a hacer funcionar con la pila.

Se obtienen buenos resultados con los dispositivos musicales que llevan algunas tarjetas de felicitación. También puede servir un reloj despertador de los que funcionan con pilas.

¿Cómo construir la pila?

Construir la pila es muy sencillo sólo tienes que introducir los electrodos en el interior del vinagre contenido en un vaso y unir un cable a cada uno de ellos (tal como muestra la figura).

Debes tener cuidado de que la tubería de cobre se encuentre bien limpia. Para limpiarla puedes frotarla con un papel de lija.¿

Cómo hacer que funcione?

Para hacerla funcionar sólo tienes que unir los dos cables que salen de los electrodos a un aparato que funcione con pilas. El problema es que esta pila proporciona una intensidad de corriente muy baja, debido a que tiene una alta resistencia interna, por ello no siempre vas a conseguir que funcione. Tienes que elegir el dispositivo adecuado: un aparato que requiera una potencia muy pequeña. Por ejemplo:

·         Un dispositivo de los que tocan una canción en los juguetes para bebés o de los que llevan incorporado algunas tarjetas de felicitación (musicales)

·         Un reloj a pilas (sirve un despertador)

Sólo tienes que unir los cables de la pila a los dos polos del portapilas del aparato. Pero no olvides que hay que buscar cuál es la polaridad correcta, sino puede que el aparato no funcione.

NOTA:

Mientras no se utilice, hay que tener el sacapuntas fuera del vinagre para evitar que reaccionen. Observarás que cuando entran en contacto, el magnesio del sacapuntas reacciona con el ácido del vinagre y se desprenden numerosas burbujas. Se trata de gas hidrógeno.

Sigue experimentando

Puedes intentar hacer funcionar otros aparatos con esta pila. Probablemente lo consigas con un pequeño motor eléctrico.

También puedes intentar construir otras pilas utilizando otros metales y otros electrolitos. El problema que vas a encontrar es que la intensidad que obtienes es muy baja y te va a resultar difícil hacer funcionar los aparatos. Pero, si tienes un polímetro (aparato para medir intensidades y diferencias de potencial eléctricas) a mano podrás detectar la corriente obtenida.

Toda pila consta de dos electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que conduce la corriente eléctrica). En este caso vamos a utilizar como electrodos los metales cobre y magnesio. En concreto, vamos a utilizar una tubería de cobre y un sacapuntas, cuyo cuerpo metálico contiene magnesio. Como electrolito vamos a utilizar vinagre.