lab-aula tiempo de reaccion 1c2016

8/15/2019 Lab-Aula Tiempo de Reaccion 1c2016

1/6LABORATORIO en el AULA: Tiempo de reacción Página 1/6

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL COMAHUEFACULTAD de INGENIERIADEPARTAMENTO de FÍSICA

Curso: FÍSICA I

Cuat/Año: 1° cuat/2016

Docente a cargo:

Grupo:

INTEGRANTES LEGAJO

INFORME DE LABORATORIO

TIEMPO DE REACCIÓN

Fecha de Presentación CALIFICACIÓN1ra Presentación

OBSERVACIONES:


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LABORATORIO en el AULA: Tiempo de reacción Página 2/6

INDICE DE CONTENIDOS

TEMA PÁGINA

Introducción 3

Objetivo 3

Esquema del equipamiento e instrumental utilizadoy sus características

3

Marco Teórico 3

Hipótesis Simplificativas 3

Modelo Físico-Matemático 3

Descripción del procedimiento 3

Resultados de la medición 4

Cálculo de Incertidumbre - Propagación 4

Conclusión 4 Anexos 5

Bibliografía 6


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IntroducciónEste primer laboratorio, nos ayudará a introducirnos en el proceso de medición y en el formato

de presentación de un informe técnico. Ambos procedimientos aplicados a un experimento sencillo.Supongamos que vas viajando en un automóvil a determinada velocidad y en cierto instante ves

una señal de “PARE”. Desde que ves la señal hasta que el automóvil se detiene, pasa un tiempo queno es nada despreciable. Una parte de ese tiempo se debe a que tu organismo manda la orden defrenado al pie que aprieta el pedal. La otra parte del tiempo es lo que tarda el automóvil en detenerse.

El primero de los tiempos se denomina tiempo de reacción y es un tiempo característico de cadaindividuo. Mediremos este tiempo de reacción a través a partir de la siguiente experiencia.

ObjetivoDeterminación de nuestro tiempo de reacción

Esquema del equipamiento e instrumental utilizado y sus características

Instrumento Apreciación Alcance

Marco Teórico

Marco de validez: movimientos con

Consideraciones Simplificativas del modelo

Modelo Físico-Matemático

21

2r h g t

2r

ht

g

donde se considera g=9,8 m/s2

Descripción del procedimientoSe toma la regla y se suspende verticalmente de modo que el extremo que marca 0 cm esté libre

hacia abajo. Tu compañero de equipo mantiene sus dedos cerca del cero preparado para agarrar laregla cuando la sueltes. No le avises cuando la vas a soltar. Luego fíjense en qué marcación de laregla han quedado los dedos que la atraparon. Esa marcación indicará la cantidad de centímetros quela regla ha caído sin que la atraparan. Realicen 40 veces esa prueba sin cambiar de compañero y

20 0

1

2r r v t a t

0

0

:

:

:

:

r posición

r posición inicial

v velocidad inicial

a aceleración

t tiempo

a cte


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anoten la cantidad de centímetros que cayó la regla en cada prueba. Si alguna de las mediciones estámuy alejada del resto, deberán descartarla y realizar una nueva medición.

Resultados de la mediciónUtilizar la planilla de cálculo Excel para procesar los datos.Medición h [m] Medición h [m] Medición h [m] Medición h [m]

1 11 21 31

2 12 22 323 13 23 334 14 24 345 15 25 356 16 26 367 17 27 378 18 28 389 19 29 39

10 20 30 40Valor Promedio: h =

Cálculo del tiempo de reacción: 2r ht g

Cálculo de Incertidumbre - Propagación

Medición directa: h =

2

1

1

N

i

h

h h

N

Desarrollo de la propagación de Incertidumbre (escribir la expresión de la derivada):

Expresión del Resultado

Conclusión

Cálculo de la incerteza relativa porcentual:

¿Qué puede decir del resultado obtenido?

r r r r t t t t

apreciaciónh

r r

dt t h

dh

h

%e 100%r r

t

r

t

t

Apreciación delinstrumento

Incerteza accidental(desvío estándar)

se toma el mayor valor

entre la incertidumbre de

apreciación y la accidental


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AnexosAlgunas consideraciones interesantes acerca del tiempo de reacción

El tiempo de reacción que calcularon es bastante más breve que el tiempo de reacción en frenarun automóvil. Recuerda que este último incluye el tiempo que lleva ver la situación, que el cerebroenvíe la orden de cambiar el pie del acelerador al freno y que la orden se cumpla. Se ha establecidoque el tiempo de reacción promedio para la frenada es de alrededor de 6 décimas de segundo.

Este tiempo de incrementa en casi un 40% bajo los efectos del alcohol!!!!.La siguiente tabla de distancias de frenado nos da la información para poder saber cuántosmetros antes de un cruce o de un animal suelto en el camino debemos empezar a frenar. Pero a esadistancia debemos agregar los metros que el automóvil siguió marchando a la misma velocidaddebido al tiempo de reacción de nuestro organismo. Completen la segunda columna utilizando eltiempo de reacción obtenido en la medición y luego sumando la segunda y tercer columna, podránobtener la quinta (caso pavimento Seco). Comparen los resultados con el caso de pavimento húmedo.

Velocidad

[km/h] - [m/s]

Distancia recorridaantes de comenzar a

frenar [m]

Distancia defrenado* [m]

pavimento seco

Distancia defrenado* [m] pavimento

húmedo

Distancia totalrecorrida [m]

Seco Húmedo

40 18 2460 41 54

80 73 98

100 114 201

120 165 270

140 224 373* Datos obtenidos del Automóvil Club Argentino

Tener en cuenta que la distancia de frenado depende de tres factores:

De la carga del vehículo, pues si va cargado hay mayor energía cinética y se prolonga la detención.

De la adherencia, pues si ésta no es buena y las ruedas se bloquean la distancia de frenado se alarga

generalmente al doble ya sea por el estado de la calzada, ya sea por el estado de los neumáticos, y pueden ser

hasta 10 veces mayores en calzadas muy deslizantes por hielo, etc.

De la velocidad, pues la energía cinética es proporcional al cuadrado de la velocidad.

También podemos estimar el tiempo de reacción conociendo la velocidad a la que viaja elimpulso nervioso y la distancia que debe recorrer en nuestro organismo. En esta estimación sesimplificarán muchos detalles. Cuando vemos un peligro en la ruta sucede lo siguiente:

1. nuestros ojos reciben la imagen de un objeto en la ruta.2. del ojo sale una señal nerviosa sensitiva que viaja al cerebro.3. en el cerebro se elabora una respuesta que sale en forma de señal nerviosa motora.4. la señal motora viaja hasta el músculo que levanta el pie del acelerador.5. otra señal viaja hasta el músculo que desplaza el pie sobre el freno.6. finalmente el músculo se contrae y presiona el pedal del freno.

Cada uno de estos pasos lleva un tiempo y sumados dan el tiempo de reacción que hemos medidoen este trabajo. Aunque esto parece muy complicado, se simplifica bastante por dos motivos:* Primero: el tiempo del primer paso es muy breve, ya que la imagen viaja a la velocidad de la luz(este tiempo es de aproximadamente 0,0000003 s si el objeto está a 100 m).* Segundo: una vez que hemos aprendido a manejar, la imagen de peligro que nos hace frenar casino requiere un tiempo de procesamiento. Por eso el tiempo que lleva el paso 3 también puededespreciarse.


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Los impulsos nerviosos son transmitidos por las neuronas. El pulso viaja por una neurona hastala conexión con la siguiente. Allí se produce una sinapsis (transmisión del pulso de una neurona aotra) de modo que el pulso siga avanzando por la segunda neurona hasta la próxima conexión. Elimpulso nervioso viaja a una velocidad entre 3 y 100 m/s dentro del axón (conexión entre dosneuronas) y cada sinapsis puede tomar alrededor de 0,0005 s. El trayecto que debemos tener encuenta es desde el ojo hasta el cerebro y luego hasta el pie. Podemos pensar que ese trayecto esaproximadamente nuestra estatura (entre 1,60 m y 1,80 m). Desde el cerebro (en donde se recibió la

imagen visual) parte un impulso nervioso que debe llegar hasta el pie para que se levante delacelerador (puede tomar entre 3 y 10 sinapsis). Por otra parte, debe viajar otro impulso nervioso paramover el pie del acelerador al freno y finalmente otro que lo obligue a presionar el freno. De estamanera se podría calcular el tiempo total que tomarían estos impulsos en llegar (uno tras otro) ycomparar esta estimación con el valor experimental que se obtiene en la prueba de la caída de laregla.

Recurso didáctico: applets Los applets son pequeños programas que pueden ser integrados dentro de una página web para

dotarla de la interactividad. En este recurso denominado “ Accidente de coche y tiempo de reacción”se representa una situación real. Sitúa al usuario conduciendo el segundo vehículo de una hilera deautos que circulan por una carretera recta con velocidad constante. En un momento determinado, el

primero de ellos frena y se pide al “conductor” que “aplique el freno” para evitar chocar y que, a suvez, evite ser chocado.

El recurso permite fijar valores para algunas magnitudes que se corresponden con las que unconductor podría manipular en una situación real.

Una vez que hayan ingresado al sitio del applet, lean atentamente el problema planteado y lasinstrucciones. Identifiquen el puente entre la situación real -¿qué haría yo si fuera el conductor?- ylas variables que se pueden manipular en este recurso.

No dejen de visitar la sección “Ver un poco de teoría” y además ejecutar las actividades de lasección "actividades para la aplicación práctica".

¿Están listos para el desafío?

Utilizar el navegador “explorer” o “firefox” y actualizar la versiónde java para poder visualizar la simulación

Bibliografía- “El Universo de la Física”, Hernán Miguel, Ed. El Ateneo (1997).- Ministerio de Educación - INFD- Conectar Igualdad en la Formación Docente.

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