Determinación experimental de la
velocidad instantánea
Determinación de la velocidad instantánea
Introducción
El cálculo de la velocidad instantánea es un problema solucionado desde el
siglo XVII, cuando Isaac Newton y Gottfried Leibniz acuñaron el término de
derivada y dieron origen al cálculo diferencial, el estudio del cambio de
variables en función de otras. Para comprender este concepto a nivel básico,
es necesario entender el significado de la velocidad instantánea, y más allá
de estudiarla por métodos puramente teóricos, un entendimiento
experimental permite la interiorización del tema. Por eso, se diseñó el
experimento del riel inclinado, que hace uso del movimiento uniformemente
acelerado (MUA) para proponer una manera intuitiva de aprender qué es la
velocidad instantánea.
Teóricamente, se entiende a la velocidad instantánea como la velocidad de
un objeto a medida que su diferencia (Δ) de tiempo se acerca a 0,
permitiendo en teoría tener un índice de cuánto se está moviendo un objeto
en un cuadro de tiempo mínimo.
Metodología
Para el experimento se utilizó un riel de aire, dos sensores láser, un bloque
de madera, una interfaz Pasco, un deslizador con 3 aletas de 10 cm, 8 cm y 1
cm, y una tablet para recoger información de la interfaz Pasco.
Se niveló el riel de aire e insertó el bloque de madera en una de sus bases,
de manera que este quedara inclinado, con el propósito de que la gravedad
pudiera actuar sobre el deslizador, empujándolo a lo largo del riel.
Tomando un punto del riel como referencia, se posicionaron los sensores
láser a una distancia Δx con centro en el punto tomado anteriormente. Se
procedió a colocar el deslizador en un extremo del riel, se tomó este punto y
se soltó, luego de registrar cuánto tardaba la aleta del deslizador en
atravesar esta distancia Δx en 6 ocasiones de similares condiciones iniciales,
se procedió a reducir Δx de manera gradual hasta un mínimo de 1 cm o 0.01
m.
Tratamiento de datos
Los datos registrados en el laboratorio fueron los siguientes:
Figura 1. Datos experimentales
