Procedimiento:
Primero se realizo el montaje, dejando en su lugar los soportes para la pinza y la fotopuerta. Debajo de estos se coloco el plumavit para parar la caída de la regla, y se sujeto la regla de guía. Luego se afirmaron al soporte las pinzas metálicas, y a estas, se sujetaron las de madera, con la regla a 90° del suelo, y paralela al soporte y la pinza de madera. Por ultimo se conecto la fotopuerta al sensor, y este a la corriente.
Recolección de datos
Para este experimento, se midieron 30 veces el tiempo que demoraba a la regla en caer, desde una distancia constante a través de todo el experimento. Se eliminaron los 3 mayores y 3 menores valores para obtener tiempos medios, que serán utilizados para el resto de los cálculos. En nuestras mediciones, t1 representa el tiempo que permanece interrumpido el sensor por primera vez, y t2 es el tiempo intermedio hasta la segunda vez que se interrumpe. A continuación, están los valores ordenados según intento:
Tabla 1: Valores Experimentales
Al promediar estos valores, se obtuvo:
Como promedios de t1 y t2.
Por otra parte, se midió también directamente la aceleración, por medio del Smart Timer. Este experimento se realizo 15 veces, registrando todos los resultados, y otra vez, promediándolos para trabajar con el valor resultante.
Tabla 2: Aceleración Experimental
Al promediar se obtuvo:
Como promedio de los 15 intentos.
Análisis de datos
En primer lugar, se puede obtener a partir de los tiempos, una aceleración teórica, aplicando la ecuación:
Por medio de esta, se pueden relacionar los tiempos que obtuvimos de la caída con la aceleración de gravedad que experimentaba esta misma.
Al aplicar esta ecuación al promedio de los tiempos, se obtiene:
Por lo tanto,
Este resultado se encuentra un poco por encima del obtenido experimentalmente (g=9.791) y el aceptado por la documentación (g=9.806).
Conclusión y Evaluación
A partir de este experimento, pudimos establecer prácticamente el valor de la aceleración de gravedad, utilizando un procedimiento muy simple y materiales de laboratorio. Al poder determinar casi precisamente la aceleración, podemos deducir que la única fuerza que actuaba sobre la regla era esta, ya que el roce con el aire se mantuvo al mínimo, y al caer totalmente recta, se evitaba que fuera a rodar en el aire.
Al calcular la aceleración teoría a partir del tiempo, nos dimos cuenta que esta era un poco mayor a lo esperado. Probablemente esto se deba a problemas con el lanzamiento, que fue una de las partes más imprecisas del experimento. Para poder lograr resultados exactos, era necesario usar la misma tirada en todos los experimentos, ya que cualquier variación en la velocidad o modo de soltar la regla puede causar que esta rote en el aire o que caiga más lento a causa del roce con la pinza.
La mayor mejora que se le podría haber hecho al experimento seria un sistema de lanzamiento automático para la regla, ya que de otra manera, los resultados tendían a cambiar mucho, lo que entorpecía la toma de datos. Con un sistema más eficiente y preciso, el número de mediciones necesario podría ser más pequeño, y por lo tanto, se realizaría en menos tiempo.
Otra posible mejora seria un sistema para evitar el giro de la regla sin agregarle roce mientras caía, ya que otro de los problemas que tuvimos para enderezar el sistema al principio fue que cualquier guía que se colocara adyacente a la regla podía interferir con la caída libre, y así anulando de todas formas la tirada.
