LAB(5) - Movimiento Rectilineo Uniforme Acelerado

Universidad De Córdoba Facultad De Ingenierías Programa – Ingeniería Ingeniería De Sistemas

INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA I

Universidad De Córdoba Facultad De Ingenierías Programa - Ingeniería Ingeniería De Sistemas Practica # 5

Carrera Profesional Profesional :

Ingeniería De Sistemas

Año y Semestre

:

2015 -II

Asignatura

:

Física I

Docente

:

Gladys Rocio Casiano Jiménez

Tema

:

Movimiento Rectilíneo Uniforme Uniforme Acelerado

Alumno(s)

:

Jose Mestra Ponce Jose Fernández Ruiz Jose Olier Seña Deimer Navarro Martínez

Fecha

:

19-09-2015

Unicor – Montería Montería – Colombia Colombia

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Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado I. Objetivos 1.1Objetivo 1.1 Objetivo General 1.1.1 Determinar experimentalmente la relación entre la velocidad y el tiempo para un objeto que se mueve con aceleración constante.

1.2Objetivos 1.2 Objetivos Específicos 1.2.1 Deducir las ecuaciones que rigen el movimiento rectilíneo de los cuerpos. 1.2.2 Identificar las características de los movimientos rectilíneos uniformemente acelerados.

1.2.3 Determinar experimentalmente la relación entre la posición y el tiempo para un objeto que se mueve con aceleración constante. e rror 1.2.4 Asegurar la calidad en los procesos tratando d e disminuir el margen de error

II. Materiales 1.1 Regla graduada. 1.2 Riel de aire. 1.3 Soplador. 1.4 Deslizador para el riel de aire. 1.5 Sistema de arranque. 1.6 Tope ajustable. 1.7 Barrera óptica compacta. 1.8 Contador. 1.9 Polea








III.


Montaje y procedimiento: procedimiento:

Para la realización de esta práctica se utiliza el riel de aire, el cual tiene al final una polea por la cual pasará el cordel que estaba atado al deslizador. d eslizador. Se puede observar el equipo en la siguiente fotografía. Fig. [1].

Fig. [1]. Riel de aire con masa aceleradora.

3.1 Para llevar a cabo la práctica del Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado, el montaje experimental se hace de manera similar al de la figura anterior

Fig.

[1]. Para tomar los datos del espacio y tiempo para cuerpos con aceleración constante, se une el porta pesas al deslizador por medio del hilo (ver Fig. [1]), haciendo pasar el hilo por encima del tope ajustable y por la polea; las masas ubicadas en el porta pesas (10, 1, 1 1, 1 gr) darán la aceleración constante. El tope ajustable se coloca de tal forma que las pesas no toquen el piso antes que el deslizador llegue a él. Una vez hecho esto procede a tomar los datos arrojados en el contador.








IV.


Teoría Relacionada

4.1Movimiento 4.1 Movimiento Rectilíneo Uniforme: El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad. También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA).

En el anterior ejemplo vemos como un tren va aumentando su velocidad uniformemente conforme va pasando el tiempo y avanza por su trayectoria. En mecánica clásica el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A.) presenta tres características fundamentales:

4.1.1 La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.









4.1.2 La velocidad varía linealmente respecto del tiempo.

4.1.3 La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes.

4.2 Ecuaciones del Movimiento Movimiento Rectilíneo Uniforme Uniforme Acelerado Las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) son:

Donde:

 =  +  ∗   =  +  +    = 









4.2.2 v,v0: La velocidad del cuerpo en un instante dado (v) y en el instante inicial (v0). Su unidad en el Sistema Internacional es el metro por segundo (m/s)

4.2.3 a: La aceleración del cuerpo. Permanece constante y con un valor distinto de 0. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro por segundo al cuadrado (m/s2)

4.2.4 t: El intervalo de tiempo estudiado. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo (s) Aunque las anteriores son las ecuaciones principales del m.r.u.a. y las únicas necesarias para resolver los ejercicios, en ocasiones resulta útil contar con la siguiente expresión:

 =  + ∗ ∗∆ ∗∆ La fórmula anterior permite relacionar la velocidad y el espacio recorrido conocida la aceleración y puede ser deducida de las anteriores.

4.3 Posición, velocidad y aceleración en el Movimiento Rectilíneo Uniforme. 4.3.1 Posición La posición de la partícula en el tiempo t aumenta (o disminuye) exponencialmente en función de la aceleración.

 =  +  ∗  +   ∗  Donde x0 es la posición inicial, v0 la velocidad inicial, a la aceleración y t el tiempo.

4.3.2 Velocidad La velocidad del cuerpo o partícula cambia linealmente en el transcurso del tiempo. Es decir, para un mismo incremento de tiempo se produce un











4.3.3 Aceleracion El cuerpo que lleva un movimiento M.R.U.A mantiene una aceleración constante.

V. Tabla de Datos Tabla. [1]

Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado X (m) T1(s) T2(s) T3(s) TP(s)

0,20 0,69 0,67 0,49

0,40 1,0 0,98 1,0

0,60 1,24 1,22 1,25

0,80 1,44 1,42 1,45

0,68

0,99

1,23

1,43

Masa Aceleradora: 14 gr

VI.

Análisis de Resultados

Podemos apreciar luego de haber tomado los respectivos tiempos para cada una de las distintas distancias establecidas entre cada uno de los sensores que el tiempo varía siendo la misma distancia entre ellos, teniendo en cuenta que la aceleración es producida por el peso en la polea, lo que nos permite observar que a mayor








VII.


Preguntas y Respuestas

7.1 Realice la gráfica de posición (x) en función de tiempo (t) ¿Qué tipo de grafica obtiene?

R: De acuerdo con la Tabla [1].

La gráfica que sacamos es cuadrática ya que se observa como la posición aumenta de manera no uniforme con el paso del tiempo. Esto se debe a que, a medida que este pasa, la velocidad varía.

7.2 ¿Qué relación existe entre el espacio recorrido y tiempo?









 =  =       = ∆ ∆ =  ,   ,  = , ,  = , /  =     = , ,, , Se observa que en todos los puntos de la gráfica no tiene el mismo valor porque en cada punto de la curva representa un cambio en la velocidad, por lo tanto si esperábamos esta respuesta.

7.4 Realice la gráfica de posición (x) en función de tiempo al cuadrado (t2) ¿Qué tipo de grafica obtiene?

R: Tabla. [2] x (m) T2 (s)

0,20 0,46

0,40 0,98

De acuerdo con la Tabla [2].

0,60 1,51

0,80 2,04









7.5 Halle la pendiente de la gráfica (x) en función del tiempo al cuadrado (t2) ¿Qué unidades posee?

R: La pendiente de la recta me indica la aceleración (a), la cual en este caso esta expresada en unidades de m/s2. Es decir.

 =  =     = ∆ ∆ =  



,/  ,/ ,/ = , , / / = ,/  = ,/ ,  , , 7.6 Usando la pendiente hallada en el punto 5, calcule la velocidad de la partícula en cada tiempo medido y grafique la velocidad (v) como función del tiempo (t). ¿Qué tipo de grafica obtiene?

R: Tabla. [3] a (m/s2) t (s)

0,3 0,68

0,3 0,99

0,3 1,23

De acuerdo con la Tabla [3].

0,3 1,43









La gráfica que sacamos es lineal y presenta un movimiento constante.

7.7 Halle la pendiente de la gráfica (v) como función del tiempo (t). ¿Qué unidades posee? ¿Qué significado físico tiene?

R: La pendiente de la recta me indica la aceleración (a), la cual en este caso esta expresada en unidades de m/s2. Es decir.

 =  =       = ∆ ∆ =  ,/ ,/  , / / / = /











7.9 Calcule el área bajo la curva de la gráfica (v) como función del tiempo (t). ¿Qué significado físico posee? Compare este valor con el máximo desplazamiento del carrito. Halle el error relativo entre estos valores.

R: El área encierra entre la recta v-t, el eje de abscisas y los instantes de tiempo t0 y tf corresponde con el espacio recorrido. En concreto para los m.r.u. dado que el área es un rectángulo (Base * Altura):

 =     =  ∗  −  = / /  ∗ , ,  = , ,  Error Absoluto: -0,68 m Error Relativo: -1,58

7.10

Halle la ecuación que relaciona las variables x y t.

R: La ecuación que relaciona las variables es la posición, es decir.

(0 + )








VIII.


Conclusiones

8.1 En

el movimiento (M.R.U.A.) La distancia total recorrida es directamente proporcional al cuadrado del tiempo.

8.2 Cuando

una partícula presenta aceleración constante y su velocidad varia podemos demostrar que presenta un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

8.3 Reconocimos

los diferentes instrumentos que podemos encontrar en un laboratorio, además de saber su uso y la aplicación en nuestra práctica.

IX. Referencias Bibliográficas [1] [Base de datos], Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado, [Sitioweb]. <>. https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniformemente_ace lerado Autor(s): Grupo Wikipedia. [Consulta: 20-09-2015]









X. Anexos Tabla. [3]

Fórmulas Utilizadas Aceleración Velocidad Área bajo la curva (Rectángulo) Error Absoluto Error Relativo

 =  =       = ∆ ∆ =   =  =       = ∆ ∆ =   =     =  ∗  −   =       =   

LAB(5) - Movimiento Rectilineo Uniforme Acelerado

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