INFORME LAB N°1 FISICA "Cinemática del Movimiento Unidimensional"

INFORME LAB N°1 FISICA

"Cinemática del Movimiento Unidimensional"

[pic 1]

Estudiantes: Joyce Alegría Olivares

                       Cesiah Gonzales Rivas

                       Alexander Catalán Andrade

Curso: Física 1 / Sección 1 / Ingeniería Civil Industrial

Procedencia:Facultad de Ingeniería

                       Universidad Católica del Maule

Fecha del experimento: 20/ 04 / 2017

Fecha de entrega:           21/04/2017

Nombre del profesor:     Carlos Paiva

Laboratorio #1: Cinemática del Movimiento Unidimensional.

Objetivos

• Aprender a utilizar un medidor de tiempo que permita medir cortos intervalos de tiempo.

• Determinar la ecuación de itinerario del movimiento de un cuerpo, a partir del registro posición y tiempo

Teoría

Se conocerá el movimiento de una partícula en el espacio si se conoce su posición (r) en el tiempo (t), se experimentará con un timer para lograr conocer el tiempo en el que el carro efectuará su movimiento, se calculará su desplazamiento o cambio de posición donde se logrará determinar la ecuación del movimiento de un cuerpo ya que se conocerá:

    Variación del desplazamiento[pic 2]

    Velocidad media (variación desplazamiento/variación tiempo)[pic 3]

  Velocidad instantánea (derivada de x con respecto a t)[pic 4]

  Aceleración media (variación velocidad/variación tiempo)[pic 5]

 Aceleración instantánea (derivada de v con respecto a t)[pic 6]

Cada ecuación mencionada anteriormente se relacionará con el fin de encontrar la ecuación itinerario del movimiento de un cuerpo ya que al solo hecho de “moverse” el cuerpo ya está cambiando su posición en cierto tiempo, lo que nos llevará a pensar que el cuerpo obtuvo una velocidad por ende tendrá a la vez una aceleración.

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Laboratorio #1: Cinemática del Movimiento Unidimensional.

Material y Método

Se realizará un experimento que tiene como finalidad medir el tiempo en el que se demora un carro en recorrer el riel de x distancia que se determinará al realizar el experimento.

Se logrará medir el tiempo utilizando el instrumento de medición llamado Timer se colocará en una mesa un plano inclinado en donde se pegará una cinta al carro la cual será colocada de forma que al moverse el carro esta cinta pase completamente bajo el timerasi este marcándola, luego se pondrá en marcha el Timer y simultáneamente se soltará el carro desde el reposo, luego se detendrá el timeren el momento en que el carro llegue finalmente al otro extremo del plano.

Los materiales utilizados son:

>Timer:

Instrumento de medición de tiempo el cual posee una “lengüeta” que oscilará a una frecuencia constante. Si se adhiere al cuerpo en movimiento una cinta de papel que se hace pasar bajo un calco sobre el cual golpea la lengüeta, entonces quedará registrada en la cinta una colección de marcas. Si la lengüeta oscila con una frecuencia constante  inscribiráintervalos por segundo (TIC), se utilizará la frecuencia de  (), su equivalencia es igual a .[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10][pic 11]

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>Carro:

El carro es el objeto al cual le mediremos el tiempo representando a una partícula.

>Riel:

El riel es el “camino” o por donde pasará el carro representando la trayectoria de una partícula.

>Cinta de papel:

La cinta de papel se utilizará para que queden registrados en esta los golpes de la lengüeta del Timer lo que indicará cual fue la frecuencia en cada momento del viaje del carro, y con esta información en conjunto de la formula de la velocidad será posible calcular la velocidad del carro.

>Regla:

La regla se utilizará para realizar las mediciones de longitud entre las marcas generadas por el Timer sobre el papel.

>Papel milimetrado:

El papel milimetrado se utilizará para realizar todos los gráficos sean estos necesarios.

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Laboratorio #1: Cinemática del Movimiento Unidimensional.

Análisis y Resultados:

Cuestionario

• La curva  que Ud. ha dibujado ¿Representa la verdadera curva de velocidad instantánea o es una buena aproximación a partir de los datos experimentales? Justifique su respuesta.[pic 13]

R: si ya que al observar la grafica podemos apreciar el cómo es una recta lo cual coincide con lo esperado de un movimiento rectilíneo uniforme acelerado, esta como esperado tiene una pendiente positiva indicando una aceleración positiva

• A partir del gráfico , haga la determinación de la velocidad instantánea para un número finito de instantes de tiempos. Por ejemplo puede evaluar la pendiente de la tangente al gráfico  para cada tiempo indicado.[pic 14][pic 15]

cabe notar que la velocidad en el punto final 90cm desde el inicio nos dio como resultado una velocidad de 77.5 cm/s la cual es muy cercana a la velocidad capturada por el aparato laser usado en el experimento el cual nos dio como velocidad final 76.6 cm/s

• Escriba la ecuación de itinerario del movimiento teniendo en cuenta las condiciones iníciales.

tomando la ecuación del movimiento rectilíneo acelerado (MRUA)

x = x₁ + vᵢ t +a [pic 16][pic 17]

donde remplazamos con nuestros datos: (aceleración calculada en siguiente pagina)

x = 0 + 0t + [pic 18]

nos da que la ecuación de la posición en relación del tiempo es:

x = [pic 19]

• ¿De cuál de los gráficos  o  es conveniente o necesario sacar la información para calcular las aceleraciones?[pic 20][pic 21]

idealmente el grafico de la velocidad instantánea seria el indicado para el cálculo de la aceleración pero en este caso la velocidad instantánea fue representada en base al grafico de la velocidad media por lo que , según nuestra opinión al usar el grafico de la velocidad media para calcular la aceleración en el movimiento se llegaría a resultados más cercanos a la realidad debido a que este grafico de la velocidad instantánea esta tras 2 capas de redondeos y aproximaciones mientras que el de la velocidad media solo 1.

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Laboratorio #1: Cinemática del Movimiento Unidimensional.

• Intente calcular la aceleración media durante cada intervalo. Use la pendiente de la curva de velocidad para encontrar la aceleración.

a continuación presento una tabla con las aceleraciones calculadas usando la formula que toma el cambio de velocidad dividido por el tiempo, los resultados de estos cálculos fueron

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