Movimiento Rectilineo Uniforme

Resumen

Una vez montado el dispositivo, se realizan marcas, de 5 cm cada una, sobre la superficie donde se desliza el móvil; una vez hecho esto se tomamos las mediciones de tiempo para cada intervalo. Los datos recabados fueron tabulados y posteriormente graficados para su correspondiente análisis.

El método de mínimos cuadrados es el indicado, con previo un cambio de variable, para obtener la función correspondiente.

Objetivos

• Determinar la rapidez y aceleración de un móvil mediante un movimiento rectilíneo y uno rectilíneo acelerado, respectivamente.

• Emplear la ley de propagación de incertidumbres para ambas variables

Hipótesis

El uso de un diagrama nos ayuda a identificar las fuerzas implicadas en el desarrollo del movimiento; a partir de esto podemos suponer que el movimiento del móvil será con un cambio de velocidad constante por lo que la relación no será lineal sino cuadrática y para obtener la función correspondiente deberemos hacer un cambio de variable.

Introducción

En los problemas típicos de cinemática siempre utilizamos términos muy bien conocidos y cuyas definiciones son muy claras, sin embargo en la práctica, pocas veces sabemos cómo es llevar a cabo estos términos.

Uno de estos términos, los cuales pueden ser observados en el laboratorio, es el movimiento rectilíneo uniforme (MRU), movimiento en el que la posición cambia con el tiempo a velocidad constante esto es, que su aceleración vale cero. Otro ejemplo es el movimiento rectilíneo uniforme (MRUA) en el que la posición y velocidad varía con el tiempo a una aceleración constante.

Estos movimientos se pueden describir con ayuda de una gráfica x(t), donde la pendiente de la gráfica posición vs el tiempo nos da la velocidad y la velocidad vs el tiempo nos da la aceleración. Para estas gráficas, como en los casos anteriores, se usará el método de ajuste por mínimos cuadrados lo cual nos da un parámetro coherente y confiable acerca de las mediciones realizadas.

Además, se calculará la incertidumbre del modelo de acuerdo a la ley de propagación de incertidumbres de los parámetros ajustados, lo cual nos da un resultado aún más confiable y con esto se puede identificar el tipo de error que se cometió en caso de que así fuera.

Desarrollo experimental

“Flexómetro”

Este instrumento es útil para obtener medidas aún más grandes que la regla alcanzando así, aproximadamente una longitud de 8 m.

“Juego de fotocompuertas”

Son un instrumento muy útil para medir intervalos de tiempo, ya que se usan mediante sensores los cuales detectan de manera precisa el inicio o el fin de cierto intervalo cuando el objeto pasa por ellas.

“Cronómetro”

Lo utilizamos para medir intervalos de tiempo, es mucho menos inexacto que la fotocompuertas ya que este es de acuerdo a la habilidad de la persona que maneje y mida los tiempos.

“Riel de aire”

Este es donde haremos nuestras mediciones, en este riel simulamos que no hay fricción por el aire que despide por los poros que tiene entonces el movimiento se realiza uniformemente.

“Carrito”

Este es el que se deslizara en el riel de aire simulando cada uno de los movimientos, tanto el MRU como el MRUA.

“Juego de pesas”

Son pequeños bloques de distintas masas, en esta práctica nos ayudaran a simular la aceleración en nuestro experimento, es decir ataremos una de estas al carrito.

“Hilo cáñamo”

Lo usaremos para atar las pesas a nuestro carrito, debemos recordar que el nudo debe ser muy firme.

“Nivelador”

Este nos ayuda a ajustar los instrumentos, es decir cuando estén nivelados y rectos, que es lo que tenemos que verificar con el riel de aire.

“Polea Ajustable”

Esta la colocamos en la mesa y nos ayudara junto con la pesa y el hilo cáñamo a simular el MRUA, el hilo pasar por esta cuando el carro se deslice.

Procedimiento (Movimiento Rectilíneo Uniforme)

Procedimiento (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado)

Datos y Resultados

Intervalo x=t tiempo (s) y=x distancia (m) X^2 (s^2) y^2 (m^2) x*y (m*s) Velocidad (x/t)

1 2.0313 0.05 4.12617969 0.0025 0.101565 0.02461478

2 2.966 0.1 8.797156 0.01 0.2966 0.03371544

3 4.435 0.15 19.669225 0.0225 0.66525 0.03382187

4 4.9636 0.2 24.63732496 0.04 0.99272 0.04029334

5 6.0936 0.25 37.13196096 0.0625 1.5234 0.04102665

6 6.47 0.3 41.8609 0.09 1.941 0.04636785

7 7.3243 0.35 53.64537049 0.1225 2.563505 0.04778614

8 8.0413 0.4 64.66250569 0.16 3.21652 0.0497432

9 8.6416 0.45 74.67725056 0.2025 3.88872 0.05207369

10 9.3699 0.5 87.79502601 0.25 4.68495 0.05336236

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