CINEMATICA

CINEMATICA (VELOCIDAD INSTANTANEA Y ACELERACION)

OBJETIVOS:

-Aprender a encontrar experimentalmente la velocidad instantánea de un móvil que realiza un movimiento rectilíneo con aceleración constante.

-Encontrar la aceleración que experimenta un móvil, que realiza un movimiento rectilíneo con aceleración constante, a partir de la velocidad media en diferentes tramos.

EQUIPO:

-Una rueda de maxwell.

-Un tablero de madera con tornillos de nivelación.

-Un soporte con dos varillas paralelas de 65 cm.

-Una regla de un metro graduada en milímetros.

-Un nivel.

-Un cronometro.

FUNDAMENTO TEORICO.

a) VELOCIDAD INSTANTANEA.

Antes de definir la velocidad instantánea definiremos la velocidad media. La velocidad media se define como el cociente del desplazamiento entre el intervalo de tiempo transcurrido.

La velocidad instantánea en un tiempo dado se define como el valor limite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.

Ahora para medir la velocidad instantánea experimentalmente en un punto cualquiera de la trayectoria del móvil mediremos velocidades medias alrededor de dicho punto tomando siempre como final o inicio de los desplazamientos a dicho punto. En el caso de nuestro experimento se toma como trayectoria a AB y se desea hallar la velocidad instantánea en el punto C para ello se toman los desplazamientos AC, A1C, A2C, A3C, CB1, CB2, CB3 y CB para hallar las velocidades medias alrededor de C.

Fig. 1

Al realizar la grafica de la velocidad media en función del intervalo de tiempo encontraremos la velocidad instantánea cuando el intervalo de tiempo tiende a cero, es decir en el limite cuando el intervalo de tiempo es igual a cero.

b) ACELERACION.

- Aceleración media.- Se define como el cociente de la variación de la velocidad entre el intervalo de tiempo.

- Aceleración instantánea.- Es el valor limite de la aceleración media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.

Para el caso del MRUV la aceleración es constante y la aceleración media es igual a la aceleración instantánea. Para medir la aceleración instantánea experimentalmente de un móvil que realiza un MRUV será necesario graficar la velocidad instantánea en función del tiempo, la pendiente de dicho grafico nos dará la aceleración. Para esto es necesario saber el valor de las velocidades instantáneas en diferentes puntos de la trayectoria las cuales se obtienen a partir de las velocidades medias de la siguiente manera:

Consideremos un móvil que parte de O y pasa por A con VA y por B con VB; tA y tB los tiempos que demora en llegar a A y B respectivamente.

VA VB

O A B X

e

Se sabe que: VB2 - VA2 = 2ae

(VB ̶̶̶ VA)(VA+VB)= 2ae (1)

También se conoce para un MRUV

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