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Pontificia Universidad Católica de Chile
Departamento de física
Movimiento con aceleración constante
Objetivo
Estudiar el movimiento de un cuerpo sometido a una aceleración constante.
Introducción
En el siglo XVII Galileo Galilei presentó los principios del
movimiento uniforme y uniformemente acelerado. Su definición
acerca de estos tipos de movimiento es la siguiente:
Movimiento uniforme: Movimiento en el cual a intervalos
iguales de tiempo corresponden iguales distancias recorridas.
Movimiento uniformemente acelerado: Movimiento en el
cual variaciones iguales de velocidad ocurren en iguales
intervalos de tiempo.
Esto es, si el movimiento es uniforme el desplazamiento está dado por
( )
donde
,
es la velocidad constante del móvil y
Galileo Galilei
( )
( )
( ).
Para el movimiento uniformemente acelerado en cambio
( )
( )
donde
es la velocidad inicial y a la aceleración, ambas constantes. Para este tipo de
movimiento, principios matemáticos simples permiten determinar que el desplazamiento
viene dado por la ecuación
( )
donde es
1
la posición inicial ( (
)).
( )
Movimiento con aceleración constante
Parte I: Movimiento de un cuerpo en trayectoria horizontal

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Materiales
Cámara VideoCom
Trípode
Computador con programa VideoCom Movimiento
Polea
Masas
Hilo
Riel
Carro

Introducción
En 1687 Isaac Newton, basándose en la práctica y apoyándose en sus grandes habilidades
como experimentador, encontró que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la
fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. Es decir,
∑⃗
⃗
( )
En nuestro caso en particular, vamos a estudiar un sistema representado por la Figura 1.
En la Figura 2 se muestra una imagen del montaje
experimental básico que se utilizará en esta
experiencia.
Figura 1: Diagrama de cuerpo libre

Montaje Experimental
1. Monte el riel de forma horizontal, con el carro sobre él
(ver figura 2)
2. Monte la cámara VideoCom en el trípode
horizontalmente
(Arreglo CCD paralelo al riel y a la misma altura que éste)
3. Conecte la cámara con su respectivo transformador
4. Monte la polea en el riel
5. A través de un hilo, conecte el carro a la masa pasando
por el riel
Figura 2: montaje experimental
2
Movimiento con aceleración constante

Procedimiento
Para poder comenzar con el registro de datos del experimento, use la distancia conocida entre
dos reflejos separados y sobre el riel, para la calibración del recorrido.
Comience el registro del movimiento para distintos valores de M y m, considerando que la
frecuencia de muestreo usada debe ser adecuada para el rango de parámetros del experimento.
En cada experimento genere para cada par de masas los gráficos x(t), v(t) y a(t)
Parte II: Movimiento de un cuerpo en trayectoria vertical

Objetivo
Estudiar el movimiento de un objeto en trayectoria vertical.

1.
2.
3.
4.
5.
Materiales
Cámara VideoCom
Computador con programa VideoCom
Trípode
Polea e hilo
2 masas

Introducción
En el caso particular de este experimento, utilizando la segunda ley de
Newton (ecuación (4)), se obtienen las siguientes tres fórmulas:
( )
( )
( )
Figura 3: sistema de masas y polea

Montaje Experimental
1. Monte la cámara VideoCom en el trípode verticalmente
(Nivel de burbuja hacia arriba)
2. Monte la polea en el soporte universal (ver figura nº 4)
3. Pase a través de la polea las dos masas unidas
Figura 4: montaje general
3
Movimiento con aceleración constante

Procedimiento
Antes de comenzar el experimento, alinee la cámara VideoCom para registrar una de las
masas. De igual forma al anterior, la distancia conocida entre dos reflejos a lo largo del eje vertical
puede usarse para la calibración del recorrido de la masa a registrar.
Registre el movimiento para distintos valores de las masas M y m, considerando que la
frecuencia de muestreo debe ser adecuada para el rango de parámetros del experimento. En cada
experimento, genere para la masa a la cual se registre el movimiento los gráficos x(t), v(t) y a(t).
Discusión
Para ambos experimentos, plantee las respectivas ecuaciones que describen el movimiento
del sistema, despreciando los efectos del roce, para encontrar expresiones para la aceleración en
función de M y m. Realice una comparación cualitativa y cuantitativa entre los valores medidos
experimentalmente con los calculados de forma teórica, para cada parte del experimento.
Asimismo, compare las dos situaciones desarrolladas entre sí, para comprobar dónde radica la
diferencia entre el movimiento horizontal y el vertical.
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