Velocidad de desplazamiento: método experimental y gráfica distancia-tiempo

Actividad: diseño del procedimiento experimental más sencillo para medir la velocidad de una pelota de pin-pong.

Analicemos las opciones con criterio científico:

1. La opción a propone marcar puntos cada 2 segundos sobre papel milimetrado y luego "unir cada uno de los puntos en forma correlativa" y trazar una línea gruesa de A a B. Es el procedimiento válido: registrar la posición de la pelota en tiempos regulares y trazar su trayecto.
2. La opción b describe un procedimiento razonable, pero añade que la pelota se detiene en algunos momentos, lo que complica la medición y no es el procedimiento más sencillo y limpio para determinar una velocidad constante.
3. La opción c también usa la regla graduada, pero omite considerar paradas y resulta menos completo que la opción adecuada de registro sobre papel milimetrado que permite ver el camino completo.
4. La opción d es idéntica a la a, salvo que dice unir los puntos "en forma regresiva" (de B a A), lo cual es un error porque el desplazamiento se registra de forma correlativa desde el inicio del movimiento hasta el final.

La diferencia clave entre a y d es el orden de trazado de los puntos: la secuencia cronológica correcta es de A hacia B.

Actividad: identificar los materiales e instrumentos empleados por Belén en la experimentación.

1. El procedimiento de la opción a) exige medir distancias (papel milimetrado con rectas perpendiculares y punto central A) y medir tiempos cada dos segundos durante un minuto.
2. Medir distancias requiere un instrumento graduado: la regla graduada o el propio papel milimetrado calibrado; medir intervalos de tiempo requiere un cronómetro.
3. Además, el procedimiento contempla "registrar datos" (puntos marcados cada 2 segundos y su posición), por lo que es necesario llevar un registro de datos ordenado.
4. Comparando opciones:
   • a) Solo regla y cronómetro: incompleto, falta el registro y el papel milimetrado.
   • b) Regla, papel milimetrado y cronómetro: casi completo, pero no menciona el registro de datos.
   • c) Regla graduada, papel milimetrado, tabla de registro de datos y cronómetro: incluye todos los elementos.
   • d) Cinta métrica, papel milimetrado, cuaderno de campo y reloj: usa cuaderno de campo (no propio de esta actividad de laboratorio) y reloj en vez de cronómetro.

Actividad: calcular la velocidad recorrida por Blanca en m/s a los 5 s, 10 s, 15 s y 20 s a partir de la gráfica distancia-tiempo (gráfico 1).

1. De la gráfica se leen los pares ordenados (t, s):
   • t = 5 \\,\\text{s}, s = 40 \\,\\text{m}
   • t = 10 \\,\\text{s}, s = 80 \\,\\text{m}
   • t = 15 \\,\\text{s}, s = 120 \\,\\text{m}
   • t = 20 \\,\\text{s}, s = 160 \\,\\text{m}
2. La velocidad media se calcula con v = \\frac{s}{t}.
3. Sustituyendo:
   • v = \\frac{40 \\,\\text{m}}{5 \\,\\text{s}} = 8 \\,\\text{m/s}
   • v = \\frac{80 \\,\\text{m}}{10 \\,\\text{s}} = 8 \\,\\text{m/s}
   • v = \\frac{120 \\,\\text{m}}{15 \\,\\text{s}} = 8 \\,\\text{m/s}
   • v = \\frac{160 \\,\\text{m}}{20 \\,\\text{s}} = 8 \\,\\text{m/s}
4. La gráfica es una recta que pasa por el origen, lo que indica que el movimiento es uniforme (velocidad constante) de 8 \\,\\text{m/s}.
5. Descartamos: la opción a) confunde velocidad con distancia recorrida; la opción c) usa unidades incorrectas (cm/s); la opción d) usa la unidad equivocada (km/s).

Actividad: determinar cómo se comprueba que el resultado del ejercicio anterior es confiable.

1. La confiabilidad de un resultado experimental depende de cómo se obtuvieron los datos, no solo de la medición final.
2. En el experimento, la confianza proviene de usar materiales adecuados (papel milimetrado, gráfica) e instrumentos de recolección de datos (regla graduada, cronómetro) que permiten registrar distancia y tiempo con precisión.
3. La opción a) solo menciona los instrumentos, pero la confiabilidad también requiere los materiales que sirven de soporte y registro.