1. OBJETIVO

Generar un movimiento rectilíneo uniforme y grabarlo en vídeo de forma que se pueda representar su posición en función del tiempo.

2. INTRODUCCIÓN

Uno de los fenómenos más estudiados en la asignatura de Física y Química es el movimiento rectilíneo uniforme (MRU de aquí en lo sucesivo). Su análisis es una idealización puesto que en la vida cotidiana solo aparece de forma aproximada. Por ejemplo, los coches no se mueven en línea recta perfecta ni a velocidad exactamente constante.

Entonces, ¿cómo se puede crear un MRU lo más fiel posible? Y además, ¿cómo crearlo de forma que pueda ser estudiado? 

Estas dos preguntas llevan a estas reflexiones:

1. Un MRU se mueve a velocidad constante porque no sufre aceleración; y esto se debe a que la fuerza neta sobre el móvil es nula; y a su vez esto ocurre porque todas las fuerzas presentes se cancelan entre sí.
2. Un movimiento a velocidad lenta es perfecto para ser bien estudiado.

El sistema ideal es la caída de un sólido a través de un fluido, siendo el agua el ideal. Dos características serán:

1. La viscosidad del agua es tan grande que puede cancelar completamente el peso de un cuerpo.
2. El movimiento a través del agua no podrá ser muy rápido

3. MATERIAL

• Regla
• Soporte
• Probeta
• Tapón de goma
• Agua
• Dos teléfonos móviles

4. PROCEDIMIENTO

Ya se ha explicado que la caída de cuerpos en líquidos es bastante uniforme. Tras un primer instante de aceleración se alcanza un régimen de velocidad constante que es realmente uniforme.

El montaje del sistema sigue estos pasos:

• Elegir una probeta.
• Escoger un tapón de goma densa que no flote en agua. Su diámetro debe ser parecido al de la probeta. Esto ralentizará mucho la velocidad de caída. Se deben evitar cuerpos metálicos por la fragilidad de la probeta de vidrio.
• Llenar la probeta con agua.
• Situar a un lado de la probeta una regla en posición vertical, con su cero arriba, de este modo la caída del tapón supondrá velocidad positiva.
• Colocar un teléfono móvil en modo cronómetro al otro lado de la probeta.
• Enfocar la escena con un segundo teléfono, en modo cámara lenta o superlenta, sujeto a un soporte para garantizar estabilidad.
• Poner un fondo blanco detrás de todo el montaje es aconsejable para obtener un vídeo de mayor calidad.
• También es aconsejable apagar la luz de la estancia e iluminar el sistema con luz natural y luces led de otros teléfonos móviles. De este modo se evita la vibración luminosa de fuentes luminosas alternas.

La sucesión de pasos de grabación de la caída son estos:

1. Poner el cronómetro en marcha.
2. Comenzar a grabar.
3. Dejar caer el tapón en la probeta de modo que todo su movimiento sea en agua (evitar vuelo en aire).

5. TOMA DE DATOS

Una vez grabado un vídeo a cámara lenta con buena calidad se pueden tomar tiempos y posiciones realizando pausas.

El tiempo, t, no comienza en cero con la caída del tapón. Sin embargo se puede hacer que el tiempo comience en cero restando a todos sus valores el primer tiempo. A este nuevo tiempo podemos llamarle t’. Este mismo artificio puede aplicarse a la posición, S, si se estima oportuno.

Una vez obtenido un conjunto de de posiciones y tiempos, se puede representar una gráfica posicióntiempo y realizar todo el análisis clásico de las clases de Física y Química.

6. RESULTADO

Se adjuntas algunos fotogramas de un vídeo como el descrito anteriormente.