MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ACELERADO EXPERIMENTAL EN UN RIEL

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 MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ACELERADO EXPERIMENTAL EN UN RIEL

        Integrantes: Francisco Cisternas

                                                                                                         Genaro Almendares

                                                                                                         Sebastián Fuentes

        Académico: Nils Arce

        Fecha del Laboratorio: 4-Julio-2015

        Fecha de Entrega: 10-Julio-2015

Resumen

En el siguiente informe se da a conocer la experiencia realizada en el laboratorio, referida al movimiento rectilíneo uniforme acelerado, para ello se procederá a observar y medir el comportamiento de un carro sobre un riel dinámico. La experiencia consiste en posicionar un carro sobre un riel dinámico, este móvil en un extremo se adhiere a una cinta de papel y se une a un timer el cual tiene por objetivo registrar puntos de la posición del cuerpo transcurrido tiempo. Este timer posee en su interior un calco el cual marca los puntos y será configurado para que trabaje a una frecuencia de 10 Hz. Al otro extremo del móvil se unirá a un hilo una masa, la cual pasa por una polea la encargada de generar el movimiento del cuerpo por el riel. Los datos entregados por el comportamiento del cuerpo en el riel nos permitirá calcular posición y velocidad del móvil, todas las unidades expresadas según el sistema internacional. Posteriormente se ingresa los valores obtenidos a la tabla n°1, dicha tabla nos permitirá realizar graficas de velocidad v/s tiempo y posición v/s tiempo, junto a ello se obtiene la aceleración según una ecuación proporcionada por Excel.  Es asi que se obserava el cambio de posición del móvil en un tiempo determinado respecto al punto de inicio, además se observa desplazamiento ya que cambia de posición el móvil, por lo tanto posee una rapidez al experimentar el cambio de posición es lo que se observa en el laboratorio. Finalmente se puede asegurar que se cumple los objetivos planteados en la experiencia, ya que se obtienen las graficas y los resultados experimentales, los que son respaldados totalmente por la teoría, esto se puede afirmar ya que la recta se encuentra en el plano positivo lo cual se esperaba teóricamente. También se puede afirmar que se cumple la teoría cuando se observa la ecuación obtenida por Excel, al obtener  R cuadrado de la gráfica es de 0,9992, lo que quiere decir que los valores y cálculos están casi a la perfección, con respecto a esta gráfica (si fuese perfecto sería valor 1).

Objetivos

1. Obtener experimentalmente una descripción del movimiento rectilíneo uniforme acelerado.
2. Obtener experimentalmente las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme acelerado.
3. Obtener la aceleración del móvil por medio de los gráficos  x v/s t y v v/s t.

Introducción Teórica

        En el laboratorio se busca observar el comportamiento de la aceleración, la velocidad y la posición de un cuerpo que parte en reposo y aumenta su aceleración transcurrido un determinado tiempo. Para ello se dispone de un carro el cual será el cuerpo a observar, este cuerpo se encuentra en un riel. Para determinar su rapidez y posición, este cuerpo estará adherido a una cinta de papel  en la cual se registraran puntos del comportamiento del cuerpo. Este registro de puntos lo realiza un instrumento llamado “timer” el cual puede ser ajustada su frecuencia en dos modos (40Hz y 10Hz), utilizando la frecuencia de 10Hz.

Para comprender de mejor manera el comportamiento del cuerpo es necesario separar las variables que influyen en el desplazamiento de dicho móvil, es por ello que se realizaran graficas apoyadas en la teoría las cuales demostraran el desplazamiento y velocidad en el tiempo que llega el móvil al final del riel.

Para obtener la velocidad promedio del móvil de cada intervalo de tiempo se utiliza la siguiente fórmula:

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Donde 𝜟x es la posición del cuerpo expresado en metros.

Donde 𝜟t es el tiempo entregado por el timer (0,1s).

Para obtener la posición del móvil se obtiene mediante la medición de los puntos entregados por el timer en la cinta y en la teoría para obtener la posición de un cuerpo se obtiene de la siguiente forma:

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Donde x es la posición final del cuerpo.

Donde [pic 6][pic 7] es la posición inicial del cuerpo.

Donde [pic 8][pic 9] es la velocidad inicial del cuerpo.

Donde T es el tiempo.

Donde a es la aceleración del cuerpo.

La pendiente resultante se puede obtener con la aceleración mediante la siguiente fórmula:

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Instrumentos y accesorios utilizados

1. Timer PASCO ME-9283 (10 y 40 Hz)

2. Móvil o carrito PASCO ME-9454

3. Riel PASCO

4. Polea PASCO ME-9387

5. Masa de bronce

6. Tijeras

7. Cinta adhesiva

8. Regla

9. Hilo

10. Cinta de papel

Procedimiento Experimental

        En primera instancia, se nivela el riel con ayuda de un nivel, siguiente de esto se adhiere la cinta al móvil (o carrito) en un extremo utilizando cinta adhesiva, posteriormente se une el otro extremo de la cinta al instrumento timer, el cual  marca los puntos mediante un calco que posee en su interior. Este timer debe ser ajustado a una frecuencia de 10 Hz lo que significa que registra 10 puntos en un segundo, cada se marca a razón de 0.1 segundo. Por otra parte, se debe unir el hilo al otro extremo del móvil, este hilo pasa por una polea la cual generará el movimiento del móvil con la masa que se encuentra atada al final del hilo, la cual está suspendida en el aire. Una vez que todo el sistema esté listo para operar, se procede a posicionar el móvil en el punto de inicio del riel teniendo al móvil detenido de forma manual. Luego se enciende el timer y se procede a soltar al móvil, el cual llega al punto final del riel, dejando registrada su posición en cada punto marcado. Finalmente se procede a extraer la cinta y se mide cada punto entregado por el timer de forma manual con ayuda de una regla, dejando al primer punto nulo ya que el móvil puede no haber corrido. Estos datos se tabulan y se calcula la velocidad manualmente, datos que también se ingresan a una tabla, para luego proceder a ingresar los resultados obtenidos al Excel, el cual nos otorgará las gráficas de los comportamientos del móvil según posición v/s tiempo y velocidad v/s tiempo.

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