5.4.3 Pràctica: Mesura de la gravetat en la superfície terrestre amb un tub llança projectils.

Les primeres mesures modernes de la gravetat les va fer Galileu Galilei cap al 1591, més tard Issac Newton en 1687 va publicar els Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica que van revolucionar les ciències i el càlcul de la gravetat.

Sabem que al segle XXI encara es mesura la gravetat amb els satel·lits de l'experiment GRACE que fa mesures d'anomalies gravimètriques que tenen usos en estudis del clima per veure la rapidesa a la qual es fonen els casquets de gel de la Terra, i en geologia per facilitar la prospecció geològica de minerals pesants.

En aquesta secció anem a veure com construir un projecte amb components electrònics habituals a secundaria a la matèria de Tecnologia i anem a de mesurar el valor de la gravetat en la superfície de la terra.

L'esquema elèctric del projecte és aquest:

Els sensors estan situats als punts A, B i C, la distancia XB (de A a B)  i XC (de A a C) , i l'angle del tub de PVC són coneguts.

El llistat de materials és aquest:

• Placa ESP32.
• 3 leds IR TSUS5400.
• 3 fototransistors BPW77NA.
• 3 resistències de 330 Ohms.
• 3 resistències de 22 Kilo Ohms.
• Un tub de PVC de 1,50 m de longitud de 32 mm de diàmetre.
• 1 projectil cilíndric de fusta.
• Cables elèctrics.

Després d'executar els programes introduïm els 6 temps de tall mesurats amb ESP32 en mil·lisegons dins de la fulla de càlcul per veure el valor que ix per la gravetat i el del coeficient de fregament.

Nota: Cal indicar que el llançament del projectil en la pujada és un procés crític, si llancem el projectil amb la goma elàstica i ho fem amb la força justa per tal que arribe just a eixir per dalt els càlculs de la gravetat ixen en la línia de l'esperat.

En canvi quan llancem el projectil cilíndric amb la màxima velocitat possible, aquest quasi no toca les parets i no segueix les equacions d'un MRUA amb fregament que hem vist més amunt sinó les equacions d'un MRUA amb fregament menyspreable i els valors mesurats de la gravetat ixen sense cap sentit.

Llavors cal llançar el projectil durant la pujada amb la mínima força possible i, a més a més, idealment hauríem de llançar-lo amb tan poca força que no arribes a eixir pel tub però si tallar el feix del sensor superior. A continuació tens alguns càlculs però per poder traure una mitjana raonable cal que faces 20 mesures en condicions optimes.