Aceleración en una máquina de Atwood
El experimento se basa en obtener un movimiento con aceleración constante reducida, utilizando dos masas ligeramente diferentes de forma que una frene a la otra.
Es el sistema conocido como máquina de Atwood, frecuentemente descrito en los libros de texto y utilizado en ejercicios.
Enlace al guión de laboratorio.
Material- Soporte y nuez.- Polea con eje largo - Masas conocidas y cordel - Cronómetro |
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Las poleas de gran diámetro suelen dar mejor resultado. |
Comentarios a la preparación del montaje
La principal dificultad del montaje es que las masas no choquen al cruzarse.
Utilizar una polea de gran diámetro facilita que esto no ocurra.
La polea de gran diámetro permite usar masas mayores, que suelen dar mejor resultado en el experimento al tener
menos influencia las fuerzas de rozamiento.
Si se pone el soporte sobre una mesa y se descuelgan las poleas por el exterior de la mesa (ver fotografías), es fácil obtener
distancias de hasta 120 cm.
La mejor forma de obtener una aceleración que permita medir con facilidad es por tanteo, poniendo masas pequeñas sobre una de
las dos masas iguales colgadas.
Para medir las distancias recorridas, lo mejor es hacerlo sobre el cordel que une ambas masas, trazando marcas con rotulador cada 20 cm.
Las mediciones se hacen entre la posición inicial y las sucesivas marcas: 0-20 cm, 0-40 cm, 0-60 cm, 0-80 cm, etc.
Al hacer las mediciones, hay que frenar las masas una vez se ha superado la marca que se está midiendo, evitando que la masa
descendente choque contra el suelo.
Si choca, suele soltarse la masa de abajo con el correspondiente estrépito y el jolgorio de parte del alumnado.
Y hay que volver a montar el sistema.
Aspectos didácticos
Este trabajo pretende:
- Construir un sistema simple de aceleración reducida.
- Estudiar la relación espacio-tiempo en un movimiento uniformemente acelerado.
- Aplicar la teoría de una máquina de Atwood a un caso experimental.
No suele ser conveniente introducir desde el primer momento las fórmulas que permiten calcular la aceleración
de una máquina de Atwood.
Es preferible al alumnado a que se den cuenta de que la aceleración no sólo depende de la diferencia de las masas,
sino que también depende de la masa total.
Para ello pueden comprobar qué pasa si se mantiene constante la pesa que diferencia ambos lados y se va aumentando
la masa de las dos pesas iguales.
El dibujo de los datos en una gráfica suele ser un obstáculo no despreciable. En especial, el hecho de que ambos ejes
tengan magnitudes, unidades y valores diferentes, a diferencia de lo que suelen ver en matemáticas.
Se puede encontrar un documento de apoyo sobre elaboración de gráficas en este
enlace.
 Montaje con polea pequeña |
 Montaje con polea grande |
 Detalle con polea pequeña |
 Detalle con polea grande |
 Ambos montajes completos |
 Ambos montajes completos |
