Laboratorio De Fisica 6.docx

UNVIERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

INFORME VI DE LABORATORIO DE FISICA MECANICA

NORTE DE SANTANDER - CUCUTA SEGUNDO SEMESTRE 2016

INFORME VI DE LABORATORIO DE FISICA MECANICA “MOVIMIENTO RECTILINIO”

PRESENTADO POR: ADRIANA E.QUIJANO RODRIGUEZ

Cód: 1151468

JAIRO ENRIQUE GUERRERO F.

Cód: 1151471

JIMMY ALFREDO TORRES PARADA

Cód: 1151441

ANDERSON FABIAN RODRIGUEZ

Cód: 1151196

PRESENTADO A: Lic. Javier Mejía

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA FACULTA DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERA DE SISTEMAS

2017

1. MOVIMIENTO RECTILINIO

1.1 RESUMEN

En la presente práctica se pretende dar a conocer el movimiento rectilíneo uniformemente variado, aplicando el método científico experimental, en este movimiento se describe una trayectoria en línea recta, identificaremos el papel que juega la aceleración, ya que es la variación que experimenta la velocidad en la unidad de tiempo. El MRUV está relacionado con la aceleración de la gravedad es decir que la gravedad juega un papel muy importante en este fenómeno. También aprenderemos a diferenciar un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) de un movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.).

1.2 OBJETIVOS

Analizar el movimiento de un móvil que se desliza en una trayectoria rectilínea, sin rozamiento, a lo largo de un riel de aire.

Objetivos específicos:

 Identificar las características del movimiento rectilíneo uniforme.  Deducir mediante las gráficas las características entre las variables y comprender las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme y del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

1.3 MARCO TEORICO

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU. A.- Movimiento Rectilíneo Uniforme El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:     

Se realiza sobre una línea recta. Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Aceleración nula. La posición X en cualquier instante t viene dada por: X= X0+ Vt

Donde X0 es la posición inicial, V es la velocidad constante y t el tiempo del movimiento. B.- Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado. El movimiento uniformemente variado (MRUV) presenta tres características fundamentales:   

La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes. La velocidad varía linealmente respecto al tiempo. La posición varía según una relación cuadrática respecto al tiempo.

Las ecuaciones para este movimiento son: V= V0+ a t V2= V02 + 2aX X= V0t + ½ a t2 Donde V0 es la velocidad inicial, V es la velocidad final, a es la aceleración y t es el tiempo.

1.4 PROCESAMIENTO DE DATOS

A.-Movimiento rectilíneo uniforme. 1. Calcule el valor de tprom para cada una de las distancias en la tabla 1. X 20 cm 30 cm 40 cm 50 cm

𝑋 = -

𝑋 =

t1 0,24 0,37 0,53 0,67

t2 0,24 0,38 0,52 0,65

t3 0,24 0,38 0,51 0,65

t prom 0,24 0,38 0,52 0,66

Distancia 20 cm 0.24+0.24+0.24 3

- Distancia 30 cm

= 0.24 𝑠

𝑋 =

Distancia 40 cm 0.53+0.52+0.51 3

0.37+0.38+0.38 3

= 0.38 𝑠

-Distancia 50 cm

= 0.52 𝑠

𝑋 =

0.67+0.65+0.65 3

= 0.66 𝑠

2. Construya una gráfica de X vs tprom. Interpole.

X (CM) 60 50 40 30 20 10 0 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7



INTERPOLACION (t2):

-

Tiempo de distancia (20 cm)

- Tiempo de distancia (30 cm)

t= (0.24)2

t= (0.38)2

t= 0.0576 s2 -

t= 0.144 s2 -

Tiempo de distancia (40 cm)

Tiempo de distancia (50 cm)

t= (0.52)2

t= (0.66)2

t= 0.2704 s2

t= 0.4356 s2

3. Calcule la pendiente de esta gráfica.

M =

(𝒀𝟐−𝒀𝟏) (𝑿𝟐−𝑿𝟏)

- Pendiente de la Gráfica X vs t prom

M=

(20−40) (0.24−0.52)

= 71

4. Que significado físico tiene está pendiente?

SOLUCION: Está pendiente representa la velocidad del móvil, ósea, su interpolación física es la velocidad.

5. Hay aceleración en este movimiento? Explique.

SOLUCION: No, porque su representación grafica es una recta y si hubiese aceleración formaría una curva. Además no fuera movimiento rectilíneo uniforme si hubiera aceleración. ¿Qué significa tener velocidad constante? SOLUCION: La velocidad está directamente relacionada con la aceleración, al afirmarse que se posee una velocidad constante podemos deducir que su aceleración es cero (a= 0 m/s^2) es decir su velocidad no varía. Otra explicación está relacionada con la dirección y la rapidez, la condición para que la velocidad sea constante es que su rapidez y dirección también lo sean (El objeto no se mueve ni más rápido ni más lento y su dirección es siempre la misma, es decir es una línea recta).

B.-Movimiento rectilíneo uniformemente variado. 1. Calcule los valores promedio de V0 y V para cada una de las distancias en la tabla 2. 

Velocidad promedio inicial:

-

Distancia 20 cm 𝑋 =

0.51+0.52+0.52 3

𝑋 = 0.51 𝑚/𝑠

-

Distancia 30 cm 𝑋 =

0.52+0.52+0.51 3

𝑋 = 0.52 𝑚/𝑠

-

Distancia 40 cm 𝑋 =

0.52+0.52+0.52 3

𝑋 =0.52 𝑚/𝑠

-

Distancia 50 cm 𝑋 =

0.52+0.51+0.51 3

𝑋 = 0.51 𝑚/𝑠



Velocidad promedio final:

-

Distancia 20 cm 𝑋 =

0.66+0.66+0.66 3

𝑋 =0.66 𝑚/𝑠

-

Distancia 30 cm 𝑋 =

0.73+0.73+0.72 3

𝑋 = 0.73 𝑚/𝑠

-

Distancia 40 cm 𝑋 =

0.78+0.78+0.78 3

𝑋 = 0.78 𝑚/𝑠

-

Distancia 50 cm 𝑋 =

0.79+0.79+0.79 3

𝑋 = 0.79 𝑚/𝑠

2. Con la ecuación V2= V02 + 2aX , calcule la aceleración para cada distancia en la tabla 2. 

Aceleración Promedio Final

-

Distancia 20 cm a= a=

-

2 ∗ 0.2

= 0.439 m/s2

Distancia 30 cm

-

a=

a=

(Vo)2−(Vf)2 2∗𝑋

(0.52)2−(0.73)2 2 ∗ 0.3

= 0.437 m/s2

Distancia 40 cm -

-

-

2∗𝑋

(0.51)2−(0.66)2

-

-

(Vo)2−(Vf)2

a=

a=

(Vo)2−(Vf)2 2∗𝑋

(0.52)2−(0.78)2 2∗0.4

= 0.428 m/s2

Distancia 50 cm -

a=

(Vo)2−(Vf)2 2∗𝑋

-

a=

(0.51)2−(0.79)2 2∗0.5

= 0.361 m/s2

3. Encuentre el valor promedio de la aceleración (aprom) con su respectiva incertidumbre.

̃ X=

0.439 + 0,437 + 0,428 + 0,361 4

̃ = 𝟎, 𝟒𝟏𝟔 𝒎/𝒔^𝟐 X ̌ –valor l ∆𝑋̃𝑛 = l X ∆X1= l 0,416 – 0,439 l = 0,023 ∆X 2= l 0,416– 0,437 l = 0,021 ∆X 3= l 0,416– 0,428 l = 0,012 ∆X 4= l 0,416– 0,361 l = 0,055 ∑ 0,023 + 0,021 + 0,012 + 0,055 10 ̃ ∆X =0,027 ̃= ∆X

INCERTIDUMBRE DE LA ACELERACION = 0,416 𝒎/𝒔𝟐 ± 0,027 𝒎/𝒔𝟐

4. Con la ecuación V= V0+ a t , calcule el tiempo para cada una de estas distancias. Lleve estos valores a la tabla 2.

X (m) 0,2 0,3 0,4 0,5

-

Vo (m/s) Vo (m/s) Promedio 1 2 3 0,514 0,515 0,515 0,51 0,518 0,516 0,511 0,52 0,519 0,517 0,515 0,52 0,517 0,512 0,51 0,51

Tiempo de 20 cm

Vo (m/s) V (m/s) a Promedio (m/s^2) 1 2 3 0,664 0,663 0,664 0,66 0,439 0,729 0,727 0,723 0,73 0,437 0,783 0,78 0,779 0,78 0,428 0,794 0,788 0,789 0,79 0,361

- Tiempo de 30 cm

Vf= V0+at 𝐕𝐟−𝐕𝟎 𝒂

t=

-

𝐕𝐟−𝐕𝟎

=𝒕

0.66−0.51

=0.3 s

0.439

V f= V0+at

Tiempo de 40 cm

𝒂

t=

t=

0.78−0.52 0.428

=0.6 s

0.437

= 0.5 s

V f= V0+at 𝐕𝐟−𝐕𝟎

=𝒕

𝒂

0.73−0.52

- Tiempo de 50 cm

Vf= V0+at 𝐕𝐟−𝐕𝟎

=𝒕

=𝒕

𝒂

t=

0.79−0.51 0.361

=0.8 s

t (s) t^2 0,3 0,5 0,6 0,8

0,12 0,23 0,38 0,59

5. Grafique X vs t con los valores de la tabla 2.

6. Linealice la gráfica anterior (grafique X vs t2). Que información puede obtener de la pendiente de esta gráfica?

SOLUCION: La información que se puede obtener de la grafica es: La pendiente indica lo que avanza o su velocidad o sea 0.63m/s2

7. Grafique V vs t con los valores de la tabla 2. Que representa la pendiente de esta curva?

8. ¿Qué significa tener aceleración constante? SOLUCION: La aceleración es un cambio de velocidad en el tiempo, al referirnos a aceleración constante se dice que en cualquier punto de tiempo que se tome como referencia, la aceleración será siempre la misma (debe destacarse que eso no significa que su velocidad sea igual a cero (v=0 m/s) se deduce que en ese caso el cambio de velocidad será siempre el mismo). Mantener la aceleración constante en un movimiento en línea recta luego de un tiempo resulta casi imposible, por lo cual de manera práctica se dice que la aceleración constante se aplica en caída libre.

1.4 CONCLUSIONES

 Pudimos aprender que las pendientes de una gráfica tienen un significado físico como en el caso de x vs t que representar la aceleración.  Aprendimos a aplicar las formulas con valores experimentales (reales), observando el cambio que producía y comparándolo con lo que teóricamente debería ocurrir.  Gráficamente aprendimos a diferenciar un movimiento rectilíneo uniforme y un movimiento rectilíneo uniformemente variado.