GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

 

Modo de operar

 

 

Altura del muelle con las espiras juntas

Masa del muelle 156,8 gramos

Longitud del muelle colocado en posición

Vertical L=133 cm .

k= 0,54 N/m

 

La fotografía 2  indica

la longitud del muelle estirado y en reposo.

 Está suspendido por la parte superior.y

 en ese lugar se ha añadido una

varilla muy ligera que nos servirá

de referencia en la caída.

La distancia entre los dos  índices

de la regla es   70 cm .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.-Determine la longitud real

del muelle estirado en la  fotografía 2

 

 

 

 

 

2) Hicimos varias fotografías estroboscópicas de la caída del muelle.  Son ejemplo las fotografías 3 y 4, .teniendo en cuenta que la distancia entre los índices A y B de la regla es 70 cm y que el tiempo entre dos posiciones sucesivas es 33 ms,

 

Caída simultánea  de un muelle (slinky) y una bola de acero.

 

Introducción

 

En Internet pueden verse fotografías de  la caída a cámara a cámara lenta de un muelle flexible (k pequeña) cuyo nombre en inglés es slinky.

Sorprende la manera como cae el muelle en el campo gravitatorio. En la fotografía 1 (tomada de Internet) puede observarse dicho movimiento..

 

 

Fotografía 1.- Caída de un slinky en el campo gravitatorio terrestre. El muelle inicialmente se sostiene  por su  parte superior.

La parte inferior del muelle permanece en reposo tanto en cuanto el muelle permanezca estirado (posiciones a, b c y d.). Cuando las espiras estén juntas (posición e) el muelle cae como un conjunto (posición f).

 

En este experimento determinamos  el movimiento de la espira superior del muelle y lo comparamos con la caída libre de un bola de acero  Para medir las posiciones y tiempos del muelle y de la bola de acero recurrimos a la fotografía digital..

 

Material

Muelle flexible (slinky)

Dispositivo para realizar la fotografía digital

 

Característica del muelle.

 

 

 

Fotografía 2

El muelle estirado y en reposo sostenido por la parte superior

 

Fotografía 3

Fotografía 4

Determine el factor de escala en la fotografía 3

 

                                              

 

Mida las posiciones de la varilla en la fotografía 3 y complete la tabla I..Para calcular las posiciones reales habrá de multiplicar las posiciones medidas por el factor de escala.

 

Tabla I

 

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición en fotografía

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) Con los valores de la tabla I construya la gráfica posición  (eje Y ) frente a tiempo (eje X).

Deduzca el tipo de movimiento y su velocidad.

 

 

 

4) Repita el proceso anterior en la fotografía 4

 

 

 

Mida las posiciones de la varilla  en la fotografía 4 y complete la tabla II

 

Tabla II

 

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición en fotografía

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) Con los valores de la tabla II construya la gráfica posición  (eje Y ) frente a tiempo (eje X).

Deduzca el tipo de movimiento y su velocidad.

 

 

6) La fotografía 5 corresponde a la caída de la bola de acero en el campo gravitatorio terrestre. El intervalo entre dos posiciones sucesivas de la bola es 32,5 ms .

 

 

Fotografía 6.

Caída simultánea del muelle y la bola de acero

en el campo gravitatorio terrestre

Fotografía 5.

Caída de la bola en el Campo gravitatorio terrestre

Determine el factor de escala en la fotografía 5.

 

                                              

 

Mida las posiciones de la bola   en la fotografía 5 y complete la tabla III

 

Tabla III

 

 

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición en fotografía

 

 

 

 

 

 

 

 

Posiciones reales

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) Con los valores de la tabla III construya la gráfica posición  (eje Y ) frente a tiempo (eje X).

Deduzca el tipo de movimiento y su ecuación  de movimiento

 

8) En la fotografía  6 determine el factor de escala. Mida las posiciones de la bola y del muelle. El intervalo de  tiempo entre dos posiciones sucesivas es 33 ms.

 

Recoja los datos en la tabla IV

                                    Factor de escala

 

 

Tabla IV

 

 

Tiempo/s

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición en fotografía

de la bola

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición real de la bola

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición en la fotografía del muelle

 

 

 

 

 

 

 

 

Posición real  del muelle

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9) Represente en una misma gráfica las posiciones del muelle y de la bola

 

10) A partir de la gráfica estime cuánto tiempo emplea el muelle en adquirir una velocidad constante.

 

11) De modo aproximado determine una posible aceleración del muelle  hasta que adquiere la velocidad constante..