Este informe fue realizado por estudiantes de la Universidad del Bio-Bio, en el cual se puede ver reflejado como actúa un movimiento rectilíneo unifor...
Intro'ucción. Los moimientos se clasi"ican 'e acuer'o al com3ortamiento 'e ciertas ariables en "unción 'el tiem3o. (n el 3resente in"orme se e43on'rá un bree estu'io 'el moimiento rectil5neo uni"orme. 6ic&o moimiento se caracterizó me'iante el análisis 'e la 3osición la eloci'a' 'e un móil en el tiem3o (n el laboratorio encontrara un monta/e $ue le 3ermitirá cum3lir los ob/etios 'el laboratorio. 6ic&o monta/e consiste en un riel con un carro con rue'as una 3olea 7inteligente8. La 'escri3ción 'e 'ic&o monta/e se 'etallara a lo largo 'el in"orme
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0b/etio: Reconocer las caracter5sticas 'el Moimiento Rectil5neo 9ni"orme. 0btener la ecuación 'e moimiento 'e un móil.
Marco Teórico: ¿Qué es Data Studio?
6ata Stu'io es un 3rograma 'e reco3ilación análisis 3resentación 'e 'atos. a'emás el so"t;are &ace uso 'e inter"aces sensores !-S20 $ue reco3ilan analizan los 'atos. 2on 6ata Stu'io se 3ue'en crear realizar e43erimentos 'e 2iencias generales Biolog5a %5sica
(l 3anel Sensores muestra una lista con to'os los sensores 'is3onibles. 6es3lácese en la lista 3ara buscar los sensores $ue 'esee utilizar en el e43erimento. !ara seleccionar un sensor &aga 'oble clic en el icono corres3on'iente en el 3anel Sensores. (l so"t;are seleccionará automáticamente el 3uerto libre a3ro3ia'o en este caso utilizaremos la inter"az >? el sensor 3olea inteligente.
-'emás en este laboratorio se utilizaron los conce3tos 'e eloci'a' 3en'iente aceleración 3osición tiem3o 3ara la construcción 'e los grá"icos 'ebi'o a esto es necesario 'e"inirlos e43licarlos. (n 3rimer lugar tenemos $ue la eloci'a' es un ector el cual 3osee 'irección senti'o un 3unto 'e a3licación mó'ulo. 2uan'o 'ecimos $ue la eloci'a' es constante estamos &ablan'o 'e $ue el mó'ulo 'e 'ic&o ector se mantiene constante no ar5a en "unción 'e ningún otro "actor o 3arámetro. La eloci'a' en el laboratorio se erá re3resenta'a 'e 'os maneras 3rimera 'e ellas estará 'irectamente relaciona'a con la e43eriencia 'el e43erimento 'el móil mientras $ue la segun'a será resulta'o 'e la construcción 'el 3rimer grá"ico 3osición ersus tiem3o me'iante el conce3to 'e 3en'iente.
!or otro la'o nos encontramos con $ue la eloci'a' está estrec&amente relaciona'a con la aceleración relación 'e la $ue 3o'emos 'e'ucir $ue si la eloci'a' es contante la aceleración es @ A m)s+ sin embargo si la eloci'a' llegase a ariar la aceleración a no ser5a cero. 6e"inien'o aceleración como una magnitu' ectorial $ue in'ica la ariación 'e eloci'a' 3or una cierta uni'a' 'e tiem3o sien'o las uni'a'es 'e me'i'a 'e"ini'as 3reiamente 3or el Sistema Internacional las 'e m/s2 , es 3or eso $ue la aceleración re3resenta la 3en'iente 'el grá"ico eloci'a' ersus tiem3o el cual se construo en el laboratorio. !ara resumir se tiene un moimiento rectil5neo uni"ormemente aria'o AM.R.9.C. lo $ue $uiere 'ecir $ue la eloci'a' e43erimenta cambios iguales 3or ca'a uni'a' 'e tiem3o toman'o un alor constante. Lo $ue im3lica $ue en este moimiento el alor 'e la aceleración 3ermanezca constante al transcurrir el tiem3o sien'o e$uialente a cero si esto "uera isto 'es'e una 3ers3ectia grá"ica 'ir5amos $ue la eloci'a' es la 3en'iente 'e la cura 'e 3osición mientras $ue la aceleración es la 3en'iente 'e la cura 'e la eloci'a'. -mbas 'a'as 3or ecuaciones 'i"erentes $ue en s5 misma no son 'e muc&a releancia en este laboratorio ellas son: A
V (t) = vt + at
Fórmula de Velocidad
= v0t + ½ at
(t)
Fórmula de Aceleración
2omo se mencionó anteriormente es necesario conocer el conce3to la "órmula 'e 3en'iente a $ue a 3artir 'e esta es como lograremos obtener la eloci'a' 3ara la construcción 'el grá"ico eloci'a' ersus tiem3o en 'on'e su recta será la aceleración la ecuación 'e 3en'iente está 'e"ini'a 3or: Pendiente (m) = Y 2 – Y 1 ÷ X 2 – X 1
(n 'on'e estas ariables están re3resenta'as 3or: !osición Inicial.
D1
D+ !osición %inal
E1 Tiem3o Inicial E+ Tiem3o %inal
Luego 'e establecer la ecuación 'e 3en'iente es necesario 'e"inir las ariables im3l5citas en la "ormula las cuales son la 3osición o moimiento el tiem3o: 1. Movimiento:
(n "5sica se 'e"ine moimiento al cambio 'e la 3osición 'e un cuer3o a lo largo 'el tiem3o res3ecto 'e un sistema 'e re"erencia.
+. Tiemo: !s de"inida #omo una ma$nitud "%si#a& la #ual es el er%odo 'ue trans#urre entre el estado del sistema #uando este resentaba un estado ( ) e l instante en el 'ue ( re$istra una varia#i*n er#etible ara un observador +o aarato de medida,.
2abe se=alar $ue ca'a 3en'iente obteni'a según las 'i"erentes ariables 3resenta'as contiene una ecuación $ue 3ue'e ser inter3reta'a como "unción la cual 'escribe la 'eterminación 'e la 3osición 'el móil en "unción 'el tiem3o. (s as5 como 'e"inimos la ecuación 'e la eloci'a' en "unción 'el tiem3o la cual está 'etermina'a 3or el moimiento uni"orme rectil5neo realiza'o 3or el carrito o móil Aelemento $ue "ormo 3arte 'el e$ui3o en 'on'e su 3osición x en un instante t es 3ro3orcional a t 'e"iniFn'ose as5 la ecuación X
= x0 +
v
× t
(n 'on'e:
x - Posi#i*n a !n#ontrar.
x 0 - Posi#i*n ni#ial del M*vil& en#ontrada or medio de la interse##i*n 'ue
tiene la endiente #on el e/e )
v @
2orres3on'e a la eloci'a' $ue se obtiene me'iante la "órmula 'e
3en'iente la cual la 'aremos a conocer más a'elante.
t @
Tiem3o 'a'o
- su ez la aceleración igual me'iante la siguiente ecuación
(n 'on'e
3ue'e ser inter3reta'a en "unción 'el tiem3o
X = X0 + V0 t + ½ at
@ La 3osición 'e la eloci'a' a encontrar.
x X0
@ !osición Inicial 'el móil.
@ La eloci'a' inicial 'el móil la cual se calcula me'iante la "órmula 'e 3en'iente en el grá"ico 3osición ersus tiem3o. v0
a @ t
(s la aceleración obteni'a 'el grá"ico eloci'a' ersus tiem3o
@ Tiem3o 'a'o.
(stas 'os "órmulas o ecuaciones nos serán 'e muc&a au'a 3ara las actii'a'es 1 1+ 3resenta'as más a'elante las cuales 'escribirán 3rinci3almente un moimiento uni"orme rectil5neo acelera'o. !or último $ue'a se=alar la im3ortancia $ue tiene la creación 'e un grá"ico en este laboratorio 3ara eso es necesario recor'ar los 1 3asos 'escritos en el laboratorio número 1 estos son: 1. Se 'ibu/an los e/es 'e coor'ena'as rectangulares en la &o/a 'e 3a3el milimetra'o 'e/an'o un 3ar 'e cent5metros 'e margen. +. 6e acuer'o a la tabla 'e alores $ue se gra"ica se elige la ariable in'e3en'iente $ue se re3resentara en las abscisas Ae/e &orizontal la ariable 'e3en'iente $ue se re3resentará en las or'ena'as Ae/e ertical. 2a'a ariable se in'icará con su notación corres3on'iente en los e4tremos 'el e/e res3ectio in'ican'o las ariables usa'as en la 3arte interior 'e los e/es en la 3arte e4terior las uni'a'es 'e me'i'a. . Se 'eterminan las res3ectias escalas 3ara ca'a e/e 'ii'ien'o el largo total 'e ariación 'e la ariable. (l alor resultante 'ebe a3ro4imarse a alores "áciles 'e mane/ar tales como 1:1 1:+ 1:? 1:1 1:? etc. Las escalas 'eben ser tales $ue se utilicen conenientemente to'o el es3acio $ue se 'is3one. H. (n ca'a e/e se anotan los alores más re3resentatios 3ara "acilitar la lectura se colocan a interalos regulares. ?. Se 3roce'e a ubicar ca'a uno 'e los 3untos e43erimentales en la intersección 'e las 3aralelas imaginarias a los e/es coor'ena'os traza'os
3or los alores 'e los e/es $ue corres3on'an a ca'a 3ar 'e alores 'e la tabla $ue se está gra"ican'o. ,. 9na ez ubica'o el 3unto se 'ibu/a alre'e'or 'e Fl un 3e$ue=o c5rculo. >. 9bica'os la totali'a' 'e los 3untos 'ebe inter3retarse el ti3o 'e cura $ue ellos re3resentan recor'an'o $ue en general se tratará 'e una recta o 'e una cura conoci'a tal como 3arábola eli3se &i3Frbola etc. J. Se traza la cura resultante aliFn'ose 'e una regla si es una recta o 'e una cerc&a si es una cura. (l traza'o 'ebe ser con una l5nea clara continua eitan'o &acerlo a mano alza'a o con trazos 'iscontinuos. *. -l trazar la cura se 'ebe tratar 'e &acerla coinci'ir con la maor5a 'e los 3untos. Si ello no "uera 3osible los 3untos $ue $ue'en "uera 'e la cura 'eben com3ensarse en la me/or "orma tratan'o 'e $ue la cura resultante e$ui'iste 'e ellos. 1. Si algún 3unto $ue'a mu le/os 'e la cura 'ebe re3etirse 'ic&a me'ición e43erimental. 11. (n la con"ección 'el grá"ico se 'ebe traba/ar con lá3iz gra"ito &asta lograr el traza'o 'e"initio. Si el grá"ico se a a incor3orar a un 3roecto o memoria entonces se 'ebe 3asar a tinta u otro material $ue sea re$ueri'o. 1+. Si el es3acio lo 3ermite a eces es bueno ubicar la tabla 'e alores en algún la'o 'el grá"ico. 1. %inalmente to'o el grá"ico 'ebe llear un t5tulo $ue in'i$ue claramente el tema o tó3ico al cual 3ertenece número 'el grá"ico ariables com3rometi'as uni'a'es 'e me'i'a escala.
!roce'imiento: Para #umlir #on los ob/etivos se obtendr0:
1. Las tablas 'e 'atos 'e 3osición )s tiem3o 'el moimiento 'el carrito me'iante el 3rograma “ata !tudio” +. -/uste una recta $ue me/or re3resente al con/unto 'e 3untos. . 0btenga la 3en'iente 'e la recta 'es'e el grá"ico. H. 0btenga el alor 'e la abscisa 3ara t @ . ?. 0btenga la ecuación 'e la recta a/usta'a. Materiales:
6ata Stu'io.
2arrito.
Sensor 'e 7!olea Inteligente8
Inter"ace >?.
!a3el milimetra'o. Regla.
6esarrollo: 1. 2on"eccione en un 3a3el milimetra'o 'e un grá"ico 3osición )s tiem3o en 'on'e la 3osición 'ebe ir en metros el tiem3o en segun'os. +. Luego a/uste una recta $ue me/or re3resente el con/unto 'e los 3untos. . 0bseran'o el grá"ico obteni'o $ue 3ue'e 'e'ucir res3ecto 'el moimiento 'el carro. H. 6etermine grá"icamente la 3en'iente en el grá"ico 3osición )s tiem3o con res3ecto a esta $ue magnitu' "5sica re3resenta el alor 'e 'ic&a 3en'iente. 2om3árela con los 'atos 'e la tabla. ?. -nalice escriba la ecuación 'e la recta a/usta'a. K2ómo inter3retar5a "5sicamente 'ic&a "unción
,. 6etermine la 3osición 'el móil 3ara el tiem3o 'e 1+ As a 3artir 'e su grá"ico luego 'e la ecuación com3are los resulta'os. K. 6esarrolle conclusiones en relación a los ob/etios 3ro3uestos 3ara el laboratorio. J.
Resulta'os Tabla: Grá"ico :
6e lo anterior se 3ue'e e4traer $ue los 3untos en ro/o 'e el grá"ico 3ertenecen a la re3resentación 'e los 'atos 'e la tabla es 'ecir un moimiento uni"ormemente retar'a'o 3ero a una escala mu 3e$ue=a su recti"icación 3ertenece a la re3resentación 'e un moimiento rectil5neo uni"orme el cual esta 3lasma'o con la recta 'e color ro/o.
2onclusiones - 3artir 'el ob/etio 'a'o a conocer en un comienzo 3o'emos se=alar $ue se utilizó el So"t;are en base a un sensor 'e 3olea inteligente a traFs 'el cual coleccionamos una serie 'e 'atos $ue 3osteriormente se 3lasmaron en un grá"ico 'on'e la ariable in'e3en'iente corres3on'5a al tiem3o la 'e3en'iente a la eloci'a'. - 3artir 'e un bree análisis 3o'emos concluir a mo'o 'e resumen: 1.
