INGENIERIA DE SISTEMAS

LABORATORIO FÍSICA MECÁNICA

MOVIMIENTO POSICION - TIEMPO

ILCELIS OSORIO CHINCHILLA - 19 0425

JOSE LUIS SARABIA CONTRERAS - 19 0421

SEBASTIAN FELIPE MENA SANTOS - 19 0442

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

FACULTAD DE INGENIERIAS

INGENIERIA DE SISTEMAS

OCAÑA

2009

TABLA DE CONTENIDO

pág.

Introducción…………………………………………………………….…..3

Objetivos………………………………………………………………….…4

Objetivo General…………………………………………………….…4

Objetivos específicos………………………………………………….4

Marco teórico…………………………………………………………….….5

Lista de materiales…………………………………………………………7

Diseño experimental……………………………………………………….8

Procedimiento………………………………………………………………9

Tabla de datos………………………..……………………………………10

Gráficas……………………………………………………………………..11

Análisis de datos y graficas………………………………………………12

Calculo de errores…………………………………………………………13

Conclusiones………………………………………………………………14

Bibliografía………………………………………………………………….15

INTRODUCCION

Este informe contiene la experiencia realizada con el sensor de movimiento en la cual uno mismo es el objeto de estudio en el que a partir de un punto de referencia se empieza a medir el movimiento en función del tiempo y también su variación o aceleración, utilizando los pulsos de ultrasonido a través de los cuales se puede determinar la posición del objeto mientras se mueve en línea recta a diversas velocidades representando los datos obtenidos gráficamente y analizando si los resultados obtenidos coinciden con lo que se conoce teóricamente sobre los estudios del movimiento rectilíneo.

Este movimiento se aplica para conocer el espacio recorrido por un atleta o un automóvil y el tiempo empleado al realizar el desplazamiento, hallando la velocidad del movimiento.

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Determinar la posición de un objeto en un tipo determinado a través de la utilización del sensor de movimiento.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Analizar el movimiento realizado por el objeto móvil y de esta forma determinar la relación que hay entre posición y tiempo teniendo en cuenta los valores obtenidos en la tabla de datos.

Estudiar la Velocidad de un objeto móvil que se mueve en línea recta durante un lapso de tiempo, hallando la velocidad promedio.

Estudiar el movimiento rectilíneo uniforme interpretando las graficas obtenidas de la posición en función del tiempo.

MARCO TEORICO

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

Cuando se pretende medir la posición de un cuerpo es indispensable fijar un sistema de referencia (origen de coordenadas) con respecto al cual se mida dicha posición. Unidimensionalmente podríamos decir, por ejemplo, que un objeto está situado a 2 m (a la derecha del origen) o a -3 m (a la izquierda), como se muestra en la Figura 1.

El movimiento rectilíneo uniforme (MRU), como su nombre lo indica, es un movimiento unidimensional, donde las posiciones están referenciadas a un origen y pueden ser positivas o negativas según se encuentren a la derecha o a la izquierda de dicho origen, respectivamente

Otra convención que se establece es aquella que tiene que ver con la velocidad. Se considera una velocidad como positiva si el cuerpo presenta un movimiento hacia la derecha del origen de la Figura 1, y una velocidad negativa si el movimiento es hacia la izquierda. Es de anotar que, por ser una convención, puede cambiarse convenientemente en algún caso particular.

DESPLAZAMIENTO.

La medida del cambio de posición es lo que se denomina el desplazamiento de un móvil y su magnitud está dada por la expresión donde x es la posición final del móvil y x0 su posición inicial: x = x - x0 (1)

VELOCIDAD MEDIA.

Se define la velocidad media como la relación que existe entre el cambio de posición de un objeto y el tiempo que emplea en efectuar dicho cambio. Para el caso unidimensional se tiene: (2)

Donde x es la posición final, x0 la posición inicial, y t el tiempo transcurrido al pasar el móvil de la posición inicial a la final. Si tomamos t0 = 0 en la ecuación 2, ésta se convierte en: (3)

La velocidad promedio se toma entre dos puntos de una trayectoria, en este caso rectilínea y, por lo tanto, no se tiene información acerca de las velocidades que se presenten durante el recorrido entre esos dos puntos.

VELOCIDAD INSTANTÁNEA.

Esta magnitud se define precisamente para tener información sobre la velocidad en cada punto de la trayectoria de un cuerpo que esté en movimiento. Esto puede hacerse tomando un intervalo de tiempo muy pequeño (t ). Esto es, para el caso unidimensional:

(4)

La velocidad instantánea es la derivada con respecto al tiempo del desplazamiento. En la práctica se toman intervalos relativamente pequeños de t para obtener medidas de velocidad instantánea. También puede obtenerse una medida de velocidad instantánea en el laboratorio si se hace muy pequeño el desplazamiento x. Si llamamos d a este desplazamiento, la ecuación 4 se convierte en: (5)

LISTA DE MATERIALES

Sensor de movimiento

Objeto móvil

Interface

Computador servidor

Software DataStudio

1 Mesa

DISEÑO EXPERIMENTAL

PROCEDIMIENTO

Preparar el software en el servidor.

Configurar la interface conectando los enchufes del sensor de movimiento con los canales adecuadamente.

Montar el sensor de movimiento.

Preparar el objeto móvil.

Presionar el botón “INICIO” (Para comenzar la grabación de datos).

Guardar resultados y la tabla de datos.

TABLA DE DATOS

Tiempo( s ) Posición( m )

0,1117 0,5891

0,2109 0,6283

0,3103 0,6686

0,4097 0,7016

0,5091 0,7506

0,6085 0,8179

0,7079 0,8978

0,8073 0,9649

0,9065 1,0353

1,0058 1,0774

1,1051 1,1369

1,2046 1,1945

1,304 1,2714

1,4036 1,37

1,503 1,4591

1,6024 1,5439

1,7017 1,6099

1,8011 1,6767

1,9006 1,736

2,0003 1,8053

2,0998 1,8884

2,1994 1,9787

GRAFICAS

Grafica 1

ANALISIS DE DATOS Y GRAFICAS

Según los datos obtenidos de la posición en función del tiempo podemos hallar la velocidad promedio del desplazamiento realizando la diferencia entre el valor inicial y el final de la posición, dividiéndolo entre la diferencia del valor inicial y el valor final del tiempo

Velocidad promedio del desplazamiento

v=(1.9787 m-0.5891 m)/(2.1994 s-0.1117 s) =1.3896/2.0877≈0.66 m/s

Según la tabla de datos arrojada por el software “DataStudio” podemos observar que el valor inicial del tiempo fue 0.1117 segundos y el valor del tiempo final fue 2.1994 segundos.

Además podemos observar los valores de la posición en diferentes tiempos, la posición inicial fue 0.5891 metros y la posición final fue 1.9787 metros.

Al observar la gráfica realizada de la posición en función del tiempo vemos una línea recta que indica que estas son directamente proporcionales debido a que, a mayor distancia recorrida mayor es el tiempo transcurrido.

CALCULO DE ERRORES.

x= (26.8023 m)/22= 1.21 m

Este valor corresponde al promedio de las medidas de la posición del objeto en movimiento.

□( x= ) (1.9787 m-0.5891 m)/2= 0.6948 m

Lo que hacemos en este cálculo es sacar el promedio entre dos medidas de la posición, tomando la última medida de la posición y restándole la inicial, dividiéndolas entre 2, hallando el valor del error relativo.

El valor del error absoluto lo calculamos tomando el valor del error relativo y dividiéndolo entre el promedio de todas las medidas de la posición.

Medidas Errores relativos Errores Absolutos

0,5891 0.5891- 1.21 = - 0,62 - 0,62 / 1,21= -0,51

0,6283 0,6283- 1.21= - 0,58 - 0,58 / 1,21= -0,47

0,6686 0,6686- 1.21= -0,54 -0,54/1,21= -0,45

0,7016 0,7016- 1.21= - 0,51 -0,51/1,21= -0,42

0,7506 0,7506- 1.21= - 0,45 -0,45/1,21=-0,37

0,8179 0,8179- 1.21= -0,39 -0,39/1,21=-0,32

0,8978 0,8978- 1.21= -0,31 -0,31/1,21=-0,26

0,9649 0,9649- 1.21= - 0,25 -0,25/1,21=-0,20

1,0353 1,0353- 1.21= - 0,17 -0,17/1,21=-0,14

1,0774 1,0774- 1.21= - 0,13 -0,13/1,21=-0,10

1,1369 1,1369- 1.21= - 0,07 -0,07/1,21=-0,14

1,1945 1,1945- 1.21= - 0, 02 -0,02/1,21=-0,01

1,2714 1,2714- 1.21= 0,06 0,06/1,21= 0,05

1,37 1,37- 1.21= 0,16 0,16/1,21=0,13

1,4591 1,4591- 1.21= 0,24 0,24/1,21= 0,20

1,5439 1,5439- 1.21= 0,33 0,33/1,21=0,27

1,6099 1,6099- 1.21= 0,39 0,39/1,21=0,32

1,6767 1,6767- 1.21= 0,47 0,47/1,21=0,39

1,736 1,736- 1.21= 0,52 0,52/1,21=0,43

1,8053 1,8053- 1.21= 0,60 0,60/1,21=0,49

1,8884 1,8884- 1.21= 0,64 0,64/1,21=0,53

1,9787 1,9787- 1.21= 0,77 0,77/1,21=0,63

CONCLUSIONES

Analizando el movimiento realizado por el objeto móvil a través de los valores de la posición y el tiempo que se encuentran en la tabla de datos; podemos determinar que la relación que hay entre la posición y el tiempo es directamente proporcional; debido a que a mayor desplazamiento, mayor es el tiempo empleado en realizar el movimiento.

Teniendo en cuenta el valor inicial y final de la posición obtuvimos la diferencia y la dividimos entre la diferencia del valor inicial y final del tiempo, para poder calcular el valor de la velocidad promedio, la cual dio como resultado ≈0.66 m/s.

A través de la observación de la gráfica obtenida vemos que se forma una línea casi recta, la cual muestra la relación que hay entre la posición y tiempo, que son directamente proporcionales.

BIBLIOGRAFIA

Internet:

http://apuntes.rincondelvago.com/movimiento-rectilineo-uniforme.html

AULA 2000. Curso de orientación escolar, Física y química. Brosmac, S.L. 2000. 296p

...