DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD MEDIA E INSTANTÁNEA

DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD MEDIA E INSTANTÁNEA

Fabián Andrés Becoche Buitrago - 2185001- Ingeniería Civil.

Juan Manuel Bonilla Correa – 2185024 – Ingeniería Mecánica.

"Locura es hacer la misma cosa una y otra vez    esperando obtener diferentes resultados". 

-Albert Einstein 

Física I 22950

 Laura Marcela Becerra

Pregrado Presencial Ingenierías Físico-mecánicas,

 Universidad Industrial De Santander “Sede Málaga”

Resumen

En la práctica de laboratorio se obtiene la experiencia de la relación que existe entre velocidad media y velocidad instantánea. Se experimenta la función que cumplen las fotoceldas a la hora de medir la velocidad media, la cual consiste en tomar el tiempo que tarda la aleta en recorrer las dos foto celdas, de lo que se concluye que el sistema hace la comparación de cuánto tiempo tarda en llegar la aleta de un punto a otro y relacionarlo con el parámetro de espacio recorrido por dicha aleta para finalmente arrojar una velocidad media, también es muy importante tomar siempre un punto de referencia fijo el cual para este caso es (190 cm) con el fin de no alterar los parámetros, en este caso del tiempo que demore la fotocelda en censar la aleta; aunque esto no sea garantía de que los muestreos sean siempre los mismos, será un valor muy aproximado.

INTRODUCCIÓN

La primera parte de este informe es dejar claro que mediante procesos mecánicos - tecnológicos como los provistos en el laboratorio podemos afianzar conceptos como el de velocidad media e instantánea. La metodología que se usa y el procedimiento.  

La segunda parte se compone del listado de la bibliografía disponible electrónicamente, como insumo inicial para la construcción del anterior planteamiento y de futuros proyectos de investigación.

A medida que estudiamos los diferentes procesos en los cuales podemos relacionar aspectos como velocidad media e instantánea, se aprecia que son muchos en el diario vivir pero lo importante de ello es: ¿cómo comprobamos estos conceptos de velocidad media e instantánea?, pues se puede comprobar mediante mecanismos que hoy por hoy están en nuestras manos, y para no ir tan lejos de la realidad podríamos citar el ejemplo de un motociclista que excede los límites de velocidad permisibles y pasa por un sitio donde están haciendo monitoreo de velocidad; el velocímetro registra la velocidad exacta que lleva el motociclista justo en el momento en que pasa por ese sitio lo que determinamos como el registro de una velocidad instantánea. Para el caso de la velocidad media la mayoría de personas lo experimentamos aunque no hacemos el cálculo de dicha velocidad, pero sería fácil nada más con determinar qué tiempo nos gastamos en recorrer determinado espacio,        Vmed = ∆x / ∆t.

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OBJETIVO GENERAL

1. Calcular el valor aproximado de la velocidad instantánea en un punto mediante medidas de velocidad media de un deslizador en el riel de aire bajo efectos de la fuerza gravitacional.

OBJETIVO ESPECIFICOS

• Medir experimentalmente la velocidad media de un deslizador que se desplaza en un riel inclinado
• Asociar los conceptos teóricos de un problema de movimiento uniformemente acelerado con un montaje experimental representativo.
• Determinar la relación entre las medidas de velocidad media y cálculos de velocidad instantánea.

METODOLOGÍA

1. Se instala toda la infraestructura del montaje.
2. Se nivela la estructura con ayuda de un nivel de gota fija.  
3. Se instala la primera base de madera de espesor 13 mm para darle inclinación a la estructura justo debajo de una de las bases de la estructura.
4. Se ubican las dos fotoceldas en forma de puente a una distancia entre ellas de un metro (1 m).
5. Se instala una aleta de diez centímetros (10 cm) sobre un carro el cual se deja deslizar por el riel de aire y tomando siempre un punto referencia fijo.
6. Se realizan cinco (5) pruebas con este ángulo y se registran datos.
7. seguido a ello se procede a variar el ángulo de inclinación instalando una segunda base de madera de igual espesor a la primera.  
8. Por último, tomamos una fotocelda ubicada en el centro del riel de aire, dejando deslizar el carro por el riel de aire desde un punto de referencia, con el objetivo de calcular la velocidad instantánea.
9. Este proceso lo realizamos con dos aletas de diferentes longitudes y cinco pruebas continuas en cada diferencial de espacio.

PROCEDIMIENTO

Lo primero que se realiza es verificar el nivel de la estructura e instalar las bases que darán el ángulo, después se emplearán 2 fotoceldas para determinar el tiempo que tardara el móvil en pasar entre ellas y la velocidad media a la cual se desplaza el móvil por diferentes puntos del carril. Se ubican los sensores distantes entre sí a una distancia de un metro, donde el sensor (1) se posiciona con referencia al riel en el punto (40 cm) y sensor (2) en el punto (140 cm); se prosigue a conectar la interface de las dos fotoceldas por medio de bluetooth, se configuran parámetros de sensores en la Tablet. El siguiente paso es realizar ubicar al carro desde el punto de referencia y soltarlo. Luego que este haya atravesado la segunda fotocelda, registramos los tiempos obtenidos mediante el programa en la Tablet. Se realiza esta medición 5 veces y se prosigue a recortar distancia entre fotoceldas de (10 cm) por cada una de ellas y se prosigue con 5 nuevos registros hasta llegar al punto donde solo quede una fotocelda para tomar la velocidad instantánea. Se hace el mismo procedimiento cambiando la aleta por una de menor longitud y variando el ángulo de inclinación.

FUNDAMENTO TEÓRICO.

1). Las siguientes tablas de datos serán establecidas en base a las dimensiones de la figura 1.1; se irán acortando las distancias hasta llegar a un punto de referencia y de allí se calculará la velocidad instantánea.

Figura 1.1 

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H=Altura; D=Distancia; a=Aceleración; g=gravedad de la aceleración

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TABLA 1.1: hallamos el promedio del tiempo tomado por las dos fotoceldas y calculamos la velocidad media y el margen de error.

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