Informe 2mru,mruv Y Caida Libre.docx

1OBJETIVOS. 1.1 Objetivo primario.  Verificar las características de movimientos básicos. en una dimensión

1.2 Objetivo secundario.  En un movimiento uniforme, obtener la relación entre la posición y el tiempo y determinar la velocidad.  En un movimiento uniformemente acelerado, obtener la relación entre la velocidad y el tiempo, determinar la aceleración y verificar la relación entre la velocidad y el tiempo.  En un movimiento de caída libre, comprobar el valor de aceleración de la gravedad y verificar que la relación no depende de los cuerpos que caen.

2 FUNDAMENTO TEORICO. En el movimiento en una dimensión, si un eje de coordenadas se escoge en la dirección del movimiento, los vectores tendrán solo una componente; entonces, en ese caso, puede reemplazarse el análisis vectorial reemplazando los vectores con sus respectivas componentes. Por ello, es común darle el nombre de vector a lo que en realidad es un componente y así se hará, cuando corresponda a lo largo de este texto.

2.1 Movimiento uniforme. Si una partícula se mueve a lo largo del eje x con velocidad constante, v, partiendo de una posición tomada como cero, su posición en función del tiempo está dada por: x  vt

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2.2 Movimiento uniformemente acelerado. Si una particula se mueve a lo largo del eje x con aceleración constante, a, partiendo del reposo desde una posición tomada como cero, su velocidad en función del tiempo está dada por: v  at

Y su posición por:

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x

1 2 at 2

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En el laboratorio contamos con un equipo para el estudio del experimento que cuenta con un soplador introduce aire en el carril que tiene unos orificios por donde el aire sale; de esta manera el deslizador queda suspendido en un colchón de aire y puede moverse en el carril, prácticamente sin rozamiento. El detector de movimiento emite pulsos de ultra sonido y detecta el instante en que esos pulsos retornan después de reflejarse en el reflector que es una placa metálica colocada en el deslizador; con esto la computadora con la que trabaja el detector de movimiento calcula la posición del deslizador, asi como su velocidad, para diferentes instante de tiempo.

Caída libre. El movimiento de un cuerpo que cae a la tierra desde una altura no muy grande y en el que puede despreciarse la resistencia del aire, se conoce como caída libre. La caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, en el que a aceleración es la aceleración de la gravedad terrestre, g, cuyo valor se tomara igual a 9.78  m 2  con  s 

un error despreciable. Para el estudio experimental del fenómeno de caída libre se usara el equipo con el que se cuenta en el laboratorio. La foto puerta, cuya vista superior ampliada también se muestra, detecta si su has infrarrojo esta obstruido o no. La rejilla cae atreves de la foto puerta, sus franjas negras obstruyen sucesivamente el haz infrarrojo; con esto, la computadora con la que trabaja la foto puerta calcula la velocidad de la rejilla para diferentes instantes de tiempo, pero tomando como tiempo cero el instante en que

se produce la primera obstrucción del haz infrarrojo y como en ese instante la rejilla ya tiene cierta velocidad, esa va a ser su velocidad inicial, entonces la velocidad de la rejilla en función del tiempo será: v  v0  gt

MATERIALES.         

Deslizador Carril de aire Sensor de ultra sonido con soporte Interfaz lab pro Rejilla. Caja amortiguadora Regla Pesas adicionales Balanza

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PROCEDIMIENTO. Movimiento uniforme 1. Se montó el arreglo de la figura 1. El carril se nivelo encendiendo el soplador y ajustando los tornillos del soporte del carril de manera que el deslizador no se mueva.

Figura 1. Arreglo para el estudio de MU

Fuente: laboratorio

2. Se inició el programa Logger Pro y abrió el archivo MU. 3. Se colocó el deslizador a aproximadamente 30 centímetros del detector de movimiento y ubico la posición cero en ese lugar, activando el botón Cero de la barra de herramientas. 4. Se colocó el deslizador a aproximadamente 20 centímetros del detector de movimiento. Se encendió el soplador y activo el botón tomar datos de la barra de herramientas y, después de que este botón se convirtió en el botón Detener, se dio un pequeño empujón hacia la derecha al deslizador. La toma de datos se inició automáticamente cuando el deslizador paso por la posición escogida como cero. En la pantalla de Logger Pro se llenó la tabla t-x y los puntos correspondientes se ubicaron en el grafico adyacente. Se apagó el deslizador. 5. Se llenó la Tabla 1 de la Hoja de Datos con los datos correspondientes de la tabla Logger Pro.

Movimiento uniformemente acelerado. 6. Se midió la posición vertical del extremo izquierdo del carril y, con el tornillo correspondiente se elevó 5 milímetros.

7. Se abrió el archivo MUA. 8. Se detuvo el deslizador a aproximadamente 30 centímetros del detector de movimiento y se ubicó la posición Cero en ese lugar. Se encendió el soplador y activo el botón Tomar Datos y, después de que apareció el mensaje, simultáneamente se soltó el deslizador y presiono la tecla intro. En la pantalla Logger Pro se llenó la tabla t-v-x y los puntos(t,v) y (t,x)se ubicaron en el grafico adyacente. 9. Se llenó las Tablas 2 y 3 con los datos correspondientes de la tabla Logger Pro.

Caída libre. 10.Se montó el arreglo de la figura 2. Con la caja amortiguadora.

Figura 2. Arreglo equipo de caída libre.

Fuente: Laboratorio.

11.Se abrió el archivo CAIDA. 12.Se sujetó la rejilla de su parte superior ubicándola como se muestra en la figura 1. Se activó el botón Tomar Datos de la barra de herramientas y, después de que este botón se convirtió en el botón Detener, se soltó la rejilla. En la pantalla Logger Pro se llenó la tabla t-v y los puntos (t,v)se ubicaron en el grafico adyacente. 13.Se llenó la Tabla 4 con los datos correspondientes de la tabla Logger Pro. 14.Se midió la masa de la rejilla m1.

15.Se adhirió apropiadamente unas pesas a la rejilla y lleno la tabla 5 en forma similar a la Tabla 4. 16.Se midió la masa total de la rejilla y las pesas.

1.-En base ala tabla uno de la hoja de datos mediante el análisis de regresión lineal con intersección nula. 2.-determine el intervalo de confianza de v a un NC. De 98%.

3.-En base a la tabla 2 mediante un análisis regresión lineal con intersección nula determine la regresión experimental v. 4.-Determine el intervalo de confianza a a un NC. De 98%. 5.-en base a la tabla 3 mediante un análisis de regresión potencial determine el intervalo de confianza del experimentador x. 6.-Trabajando con los pares de valore (t^2,x) en un análisis de regresión lineal determine la regresión x. 7.-Determine el intervalo de confianza de la pendiente de la relación experimental de x a un NC.de 98%. 8.-Calcular a/2 asumiendo que a es igual al valor central del intervalo que se obtuvo el el punto 4.

9.-En base a la tabla 4 mediante un análisis del regresión lineal con intersección no nula determine v. 10.-Determine el intervalo de confianza de g , a un NC. Del 98%. 11y12.-Repetir los dos datos anteriores de la tabla 5. 13.-Calcular la deferencia porcentual de m2 respecto m1.

CUESTIONARIO. 1 ¿Se verifico que el movimiento estudiado en la primera parte del experimento es uniforme? R.- De acuerdo a la obtención de los datos se ve que efectivamente la velocidad es constante, aunque no podríamos asegurar que es completamente constante ya que existe el error. 2. ¿Se verifico que el movimiento estudiado en la segunda parte del movimiento es uniformemente variado? R.-Se verifico claramente que cuando la superficie tenía una inclinación el carrito al ser impulsado con una determinada fuerza empezó a desacelerar al intentar llegar hasta la parte más alta. 3. ¿Se probó la hipótesis de que el exponente de t en la ecuación (3) es (2), a un nivel de confianza del 98%? Explicar R.-si se comprobó por que sale 2 pero con algunos decimales pero cumple 4. Con el valor en el punto 8. Del TRATAMIENTO DE DATOS, ¿Se aprobó la hipótesis de que el coeficiente de la ecuación (3) es α/2, a un nivel de confianza del 98%? R.- si se comprobó por que la gravedad adopta su valor no exacto pero cercano 5. En la tercera parte del experimento, para la rejilla sola y para la rejilla con pesas, ¿Se probó la hipótesis de que el valor de g es 9?78 [m/s2], a un nivel de confianza del 98%? Explicar. ¿Se verifico que la aceleración no depende de la masa de los cuerpos sean caída libre? R.-Se pudo comprobar que la masa no influyo a la hora de calcular la velocidad y el tiempo en caída libre

CONCLUSIONES.  Se logró verificar las características del movimiento en una dimensión.  Se logró verificar la velocidad constante en el movimiento uniforme.  En el movimiento uniforme se logró obtener la relación entre la posición y el

tiempo.

 Se logró determinar la velocidad con un intervalo de confianza del que según mi 

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experiencia es aceptable para los datos tomados en el laboratorio. Se observó que el carril de aire elimina por completo el rozamiento con el deslizador. Sin tomar en cuenta los desgastes de deslizador, el tiempo que hasta ahora se usó el soplador ni fuerzas externas. No se puedo ajustar el deslizador para que se quede completamente quieto durante el experimento de movimiento uniforme. En el movimiento uniformemente acelerado, se logró obtener la relación entre velocidad y tiempo. Se logró verificar la variación de la velocidad en el movimiento uniformemente variado. Se logró obtener la aceleración y su intervalo de confianza, donde el marguen de error fue aceptable según mi experiencia. Vectorialmente para los experimentos realizados se observó que la aceleración y la velocidad tienen mismo sentido y dirección. En el movimiento de caída libre, se logró comprobar el valor de aceleración de la gravedad. El intervalo de confianza de la gravedad resulto ser más grande de lo esperado según la experiencia. Se logró verificar que la masa de los cuerpos no influye en su aceleración durante la caída libre de los mismos.

 BIBLIOGRAFIA.  Textos del Alvarez y Huaytra.  Texto ing. Soria  Apuntes del ING.