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Determinación de g con la máquina de Atwood

Cronometre un recorrido conocido de la masa más pesada a distintas razones de masas. A partir de a = 2s/t² y de la aproximación lineal de a frente a (m₁−m₂)/(m₁+m₂) obtenga g.

Niños· 22 min·Simulador relacionado: Mecánica clásicaMáquina de Atwood

Objetivo

Determinar g a partir de lanzamientos cronometrados de la máquina de Atwood: a = 2s/t² desde el reposo; la pendiente de a frente a (m₁−m₂)/(m₁+m₂) es g.

Material

  • Polea de Atwood (sin masa)
  • Masas m₁, m₂
  • Regla (recorrido s)
  • Cronómetro

Experimento

Teoría

Para una polea sin masa ni fricción, a = g (m₁−m₂)/(m₁+m₂). Desde el reposo, s = a t²/2, de modo que a = 2s/t². La gráfica de a frente a x = (m₁−m₂)/(m₁+m₂) es una recta por el origen con pendiente g. El montaje oculta a y la tensión; usted solo cronometra la caída.

Procedimiento

  1. m₂ y el recorrido s están fijos y son conocidos. Cambie solo la masa más pesada m₁.
  2. Suelte desde el reposo y anote el tiempo t de caída. Se añade un pequeño ruido del cronómetro.
  3. La tabla calcula a = 2s/t² y x = (m₁−m₂)/(m₁+m₂).
  4. Repita al menos para 6 valores distintos de m₁ a lo largo del intervalo del deslizador.
  5. Ajuste a(x); la pendiente es g. Compare con 9,81 m/s².

Conclusión

El g hallado coincide con el valor de referencia dentro de la tolerancia. Las principales incertidumbres: ruido del cronómetro, polea sin masa ni fricción y caída uniformemente acelerada desde el reposo.