Determinación de velocidad instantánea

DETERMINACIÓN DE VELOCIDAD INSTANTÁNEA

Primer Informe de Laboratorio de Física 1

Integrantes

Mayerly Vanesa Rodriguez Niño 2212395

Isabella Rodriguez Villamil 2212128

Juan Sebastián Suarez Cordero 2201993

Presentado a:

Sergio Andrés Rincón

Grupo (O5-B)

4B

2022-1

Laboratorio de Física I

Escuela de Física

Facultad de Ciencias

Universidad Industrial de Santander

2022

TABLA DE CONTENIDO

1. RESUMEN

Se realizó un experimento con el objetivo de determinar la velocidad instantánea por medio de un deslizador, el cual permitió observar que al ponerlo sobre un riel de aire inclinado por una tabla, además de estar bajo los efectos de la fuerza gravitacional, se desliza pasando por dos fotosensores ubicados a una misma distancia de un punto, se tomaron medidas haciendo uso de distintas aletas en el deslizador con el propósito de hallar las velocidades a diferentes distancias entre los fotosensores, esto con ayuda de una tablet conectada a través de bluetooth a la interfaz universal de Pasco, mediante la aplicación SPARKvue.

En este punto del experimento la tablet muestra el tiempo que tarda la aleta en pasar por los dos fotosensores, cuando el montaje no permite que la separación entre los fotosensores sea posible se retira el fotosensor 2 y se ubica el fotosensor 1 en la posición de la velocidad instantánea, en la tablet se cambia la configuración del tiempo entre compuertas que fue el que se utilizó anteriormente con los dos fotosensores, por el tiempo en la compuerta 1 que es el tiempo que le toma a la aleta ser registrada por la fotocelda, todos estos datos mostrados por la tablet son transcritos a una hoja de trabajo para realizar cálculos de  medidas de velocidad media y con ello calcular un acercamiento  de velocidad instantánea.

1. INTRODUCCIÓN

Planteamiento del problema.

Con registros obtenidos de velocidad media se tenía como fin hallar la velocidad instantánea en un lugar específico, hallando una relación entre la velocidad experimental y la teórica. Para eso se decide realizar un desplazamiento de un objeto por medio de un plano inclinado, con una posición inicial precisa y sin intervención de la fricción como factor. Para tener mayor comprensión se describirá a continuación cuál es el objetivo general, y cuáles son los objetivos específicos de esta práctica.

• Objetivo General: 

• Hallar la velocidad instantánea de un objeto en un punto de su trayectoria.

• Objetivos Específicos: 

• Hallar la relación de la velocidad instantánea con respecto a la práctica, la cual se basa en el desplazamiento de un objeto a través de un plano con trayectoria inclinada.
• Realizar la toma del registro de velocidades medias, calculadas a través de los datos obtenidos durante la práctica.
• Saber aplicar la teoría a la experimentación.
• Hacer el uso correcto de las fórmulas en el M.R.U (Movimiento Rectilíneo Uniforme).
• Constatar cómo a medida que el tiempo límite de velocidad media tiende a cero, se acerca más a un valor de velocidad instantánea.
• Llevar un buen análisis de tabla de datos y gráficas, con el propósito de entender a mayor profundidad el tema.

1. MARCO TEÓRICO

Para dar mayor entendimiento al informe es necesario describir conceptos básicos los cuales se abordarán durante el trabajo, de esta manera, el análisis de datos y la aplicación de la teoría en el factor experimental podrá verse facilitado.

• Velocidad Media (Vm): Es el cociente entre el espacio “real” recorrido desde un punto inicial conocido, x0, hasta un segundo punto x1 y el tiempo transcurrido entre el momento de paso por el punto inicial t0 y el tiempo de paso por el segundo punto t1. Así que podría estar dada como la distancia recorrida por un objeto dividido por el tiempo transcurrido. Se define con la siguiente fórmula:

[pic 2]

• Desplazamiento: El desplazamiento de un objeto es el movimiento de este con respecto al punto de referencia (esta sería su posición inicial) que se haya establecido anteriormente para el mismo.

[pic 3]

 Ilustración1. Desplazamiento en el Eje X. En “Velocidad”, por M Olmo R Nave, 2006, http://hyperphysics.phy- astr.gsu.edu/hbasees/vel2.html#:~:text=La%20velocidad%20media%20de%20un,desplazamiento%20dividido%20por%20el%20tiempo.

• Velocidad Instantánea: se calcula a partir del límite del desplazamiento partido por el tiempo transcurrido en el instante t cuando ese lapso de tiempo tiende a cero. Está dada por la siguiente fórmula:

[pic 4]

1. METODOLOGÍA

Para realizar el experimento se tuvieron en cuenta los siguientes materiales.

• Dos tablas de madera
• Nivel
• Riel de aire
• Dos foto-sensores con cable
• Tablet o dispositivo inteligente
• Interfaz PASCO
• Regla o calibrador
• Deslizador
• Aletas de diferente tamaño

El proceso que se siguió parea realizar la práctica con éxito y obtener los resultados correspondientes fue la siguiente.

• Nivelar riel de aire.
• Establecer una inclinación con los palos de madera.
• Ubicar un punto como referencia.
• Ubicar las fotoceldas en puntos equidistantes al punto de referencia.
• Conectar las fotoceldas a la terminal universal de Pasco.

• Conectar la tablet por medio de bluetooth a la terminal universal de Pasco con ayuda de la aplicación SPARKvue.
• Inclinar el riel de aire con ayuda de un trozo de madera
• Medir el trozo de madera y el  para calcular el ángulo de inclinación.[pic 5]
• Encender el riel de aire.
• Tomar medidas y registrarlas en la hoja de trabajo.
• Analizar datos.
• Finalizar experimento.

1. TRATAMIENTO DE DATOS

                   Tabla 1. Representación de datos experimentales.

[pic 6]

                  Tabla 2. Velocidad Media. [pic 7]

[pic 8]

               [pic 9][pic 10]

  Ilustración 2. Hallazgo del ángulo.

• Para los tiempos tomados con [pic 11]

1. Tiempo Promedio.

[pic 12]

1. Desviación Estándar.

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[pic 14]

1. Incertidumbre del Tiempo Promedio.

[pic 15]

1. Velocidad Promedio.

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1. Expresión para Aceleración.

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1. Valor Teórico de la Velocidad Promedio.

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[pic 19]

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[pic 21]

1. Velocidad Promedio Experimental y Porcentaje de Error.

[pic 22]

[pic 23]

[pic 24]

• Para los tiempos tomados con [pic 25]

1. Tiempo Promedio.

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1. Desviación Estándar.

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1. Incertidumbre del Tiempo Promedio.

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1. Velocidad Promedio.

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1. Expresión para Aceleración.

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1. Valor Teórico de la Velocidad Promedio.

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[pic 35]

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