Movimiento Rectilineo Uniforme

RESUMEN

El laboratorio #3 de Física Experimental “Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado” tiene como objetivo identificar de forma experimental las características que posee tal movimiento, a través de la representación gráfica para así obtener la ecuaciones de posición y velocidad para el determinado objeto utilizado como móvil en el experimento. También se tiene como propósito comprobar que la velocidad en el Movimiento Uniformemente Acelerado varia linealmente con respecto al tiempo, para lo cual fue necesario un móvil que se desplazó con aceleración constante a lo largo de un riel de aire, posteriormente se analizaron los datos obtenidos calculando el promedio del tiempo. [1]

TEORÍA RELACIONADA

El Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) y Movimiento Unidimensional con Aceleración Constante, es aquél en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta y está sometida a una aceleración constante. Esto implica que para cualquier intervalo de tiempo, la aceleración del móvil tendrá siempre el mismo valor. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre, en el cual la aceleración interviniente y considerada constante es la que corresponde a la de la gravedad. [2]

El movimiento uniformemente acelerado (MUA) presenta tres características fundamentales (en condiciones ideales):

1. La aceleración siempre es constante.

2. La velocidad varía, de modo proporcional al tiempo.

3. La posición varía según una relación al cuadrado del tiempo.

En las siguientes figuras se muestra relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (parábola), velocidad (recta con pendiente) y aceleración (constante, recta horizontal) en el caso concreto de la caída libre (sin velocidad inicial). [3]

Fig. 1 Relación de desplazamiento respecto al tiempo.

Fig. 2 Relación de velocidad con respecto al tiempo

Fig. 3 Relación de aceleración en función del tiempo

MATERIALES

Fig.4. Riel de aire

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO

Para el estudio del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, el montaje experimental se hace como se indica en la figura 1; teniendo en cuenta que el dispositivo de arranque es colocado de tal manera que libere al deslizador y se colocan masas en la portapesas para que acelere el sistema.

Para tomar los datos de espacio y tiempo para cuerpos con aceleración constante, una el porta pesas y el deslizador por medio del hilo de seda, haciendo pasar el hilo por encima del tope ajustable y por la polea; las masas ubicadas en el porta pesas darán la aceleración constante. El tope ajustable se coloca de tal forma que las pesas no toquen el piso antes que el deslizador llegue a él. Una vez hecho esto proceda a tomar los datos de espacio y tiempo. [4]

RESULTADOS

X(cm)

T(s) X1

15,920 X2

29,750 X3

45,670 X4

66,180

T1 0,842 1,135 1,392 1,665

T2 0,850 1,142 1,398 1,671

T3 0,823 1,118 1,376 1,650

T4 0,824 1,120 1,379 1,653

Tp 0,834 1,128 1,386 1,659

Tabla 1. Medidas de tiempo para el desplazamiento del carrito con M.R.U.A.

CUESTIONARIO

1. Realice la grafica de la posición (x) en función del tiempo (t) ¿Qué tipo de grafica obtiene?

Fig. 5. Grafica posicion vs tiempo para el movil con movimiento rectilineo uniformemente acelerado.

La grafica que se obtuvo fue una curva semejante al tramo derecho inferior de una parábola cóncava hacia arriba.

2. ¿Qué relación funcional existe entre el espacio recorrido y el tiempo?

Al comparar las variables tiempo y posición, encontramos que a medida que el tiempo se incrementa, la posición aumenta más que proporcional; es decir la relación entre las variables está ligada, no con una constante, sino con otra variable tal, que hace incrementar la posición. De esta forma podríamos decir que la relación entre las variables sigue una proporción cuadrática. Por consiguiente podemos afirmar, previniendo este ajuste, que la relación entre el cuadrado del tiempo es directamente proporcional a la posición.

3. Calcule la pendiente de la grafica de Posición contra tiempo en dos puntos cualesquiera ¿Qué significado físico posee la pendiente de la grafica x contra t? ¿Qué unidades posee? ¿Posee el mismo valor en todos los puntos?

x (cm) t (s)

56,6cm 1,294s

21,32cm 9,705s

Tomamos los puntos

m=

De acuerdo con lo anterior, el significado físico que posee la pendiente de la gráfica x contra t, es que esta representa la velocidad y, en ella se denota una variación o cambio.

Las unidades que posee son cm/s.

4. Realice la grafica de posición (x) en función del tiempo al cuadrado (t2)

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