Movimiento rectilineo

Movimiento rectilineo uniforme

Autores: Danna Rodriguez, Angie Segura, Nicole Castro, Sebastian ramirez

Docentes: Claudia

Resumen

La práctica de laboratorio consistió en un análisis experimental donde se realizó un experimento, montando un sistema simple para simular el MRU y recopilando datos para analizar y comprender sus características fundamentales, para esto usamos un deslizador que se mueve por un riel de aire que además cuenta con fotosensores tomando automáticamente el tiempo del deslizamiento. Finalmente, como resultado obtuvimos una recopilación exitosa de los datos, mediante el uso de las fórmulas de velocidad y rapidez confirmando las características del montaje rectilíneo uniforme, ya que la velocidad del carro se mantuvo constante durante todo el recorrido.

Palabras clave: Movimiento Rectilíneo Uniforme, Análisis, Recorrido, Línea recta, Física,Velocidad, Rapidez, Distancia y Tiempo.

Introducción

El movimiento rectilíneo uniforme es un tipo de movimiento en el que un objeto se desplaza en línea recta a una velocidad constante, sin experimentar aceleración. Este es un concepto esencial en la física que ayuda a comprender movimientos más complejos o encontrar aplicaciones prácticas en diversos campos, desde la vida cotidiana hasta en la ingeniería.

En la vida cotidiana podemos experimentarlo cuando viajamos en un auto por una carretera recta y mantenemos una velocidad constante. Además, es observable en nuestra rutina diaria, como cuando paseamos en bicicleta o caminamos a una velocidad constante en línea recta sin acelerar ni desacelerar.

En la ingeniería este es fundamental para comprender y diseñar sistemas y dispositivos. Por ejemplo, en la ingeniería civil, el MRU tiene un gran impacto en el diseño y la construcción de infraestructuras, como la planificación de carreteras o ferrocarriles, ya que se necesita comprender cómo los vehículos se deben desplazar a lo largo de trayectorias rectas a velocidades constantes. Además,  es esencial para calcular tiempos de viajes, distancias recorridas o interacción entre vehículos en movimiento en sistemas de transporte.

Por otro lado, en la ingeniería mecánica, este es clave para diseñar, analizar y controlar sistemas y componentes que involucren movimiento constante en una línea recta. Por ejemplo, para la creación de maquinarias eficientes, sistemas de transmisión de potencia efectivos y operaciones industriales más precisas.

En conclusión, el movimiento rectilíneo uniforme en un concepto fundamental debido a que nos muestra como conceptos “sencillos” pueden ser las bases de innovaciones y soluciones más amplias.

Objetivo general

• Analizar y comprender a fondo el concepto de Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), a través de un experimento práctico para comprender el movimiento en línea recta de un objeto, a una velocidad constante.

Objetivos específicos

• Describir de forma precisa y breve qué es el movimiento rectilíneo uniforme, detallando sus principales características como trayectoria vectorial y velocidad constante.
• Conocer el correcto funcionamiento de los equipos empleados en el experimento práctico para obtener resultados satisfactorios al finalizar la práctica.

Marco conceptual

El movimiento rectilíneo uniforme es aquel en el cual la partícula se mueve a lo largo de una línea recta y con una velocidad constante. De esta forma la partícula recorre distancias iguales en tiempos iguales. Algunas de las características del movimiento rectilíneo uniforme son las siguientes:

-El movimiento siempre transcurre a lo largo de una línea recta.

-La velocidad permanece inalterable tanto en magnitud como en dirección y sentido.

-El MRU carece de aceleración (no hay cambios en la velocidad) (Fanny Zapata 2019).

Dentro de el movimiento rectilíneo se encuentra los siguientes conceptos:

-La velocidad media que se define como la razón entre la variación de la posición que ésta experimenta y el intervalo de tiempo empleado en el cambio, la situación más sencilla es cuando la partícula se mueve a lo largo de una línea recta representada por el eje X. Esta  es un vector, ya que está relacionado con el cambio de posición, el cual a su vez se conoce como vector desplazamiento. (Fanny Zapata 2023)

-La rapidez media es la que únicamente brinda una información numérica con esta se sabe que tan rápido y que tan lento se movió la partícula pero no se sabe si lo hizo hacia adelante o hacia atrás, por eso es una magnitud escalar (Fanny Zapata 2023)

Además para calcular la velocidad media se debe utilizar el desplazamiento final menos el desplazamiento inicial sobre el tiempo final menos el tiempo inicial.

Fórmula:[pic 1]

¿Puede ser la velocidad media cero?

Esto es posible si la suma de todas las velocidades del objeto es igual a cero, también si el objeto es estable en la posición de reposo y no hay desplazamiento del objeto con el tiempo o si este objeto se mueve hacia adelante o hacia atrás con positivo y negativo, si este toma una velocidad negativa es igual a cero.(Akshita Mapari).

¿Puede ser la rapidez media cero?

Si, pero esto depende si el objeto se mueve en una dirección y luego vuelve a su posición inicial, al final de ese intervalo de tiempo y dado este caso la distancia total recorrida es cero, lo que quiere decir que la rapidez media también es cero.

La posición de un móvil en función  del tiempo es registrada en la siguiente tabla, encuentre la velocidad media en cada uno de los intervalos. Encuentre una ecuación que describa la posición  del móvil en función del tiempo por medio del ḿétodo de ḿínimos cuadrados.

[pic 2]

1. Intervalo 1: 2,8 m a 5,1 m

cambio de posición:5,1m-2,8 m=2.3 m

cambio en tiempo:1,8s-1,1s=0.7s

Velocidad promedio:v1=2.3m/0.7s=3.28m/s

1. Intervalo 2: 5,1 m a 7,4m

cambio de posición: 7,4 m- 5,1m= 2.3m

cambio de tiempo:3.3 s-1.8s= 1.5 s

velocidad promedio=v2=2.3m/1.5s=1.53m/s

1. Intervalo: 7,4m a9,7m

cambio de  posición: 9,7m - 7,4m=2.3m

cambio de tiempo: 4.2s - 3.3s=0.9s

velocidad promedio=v3=2.3m/0.9s=2.55m/s

1. Intervalo:9,7m a 12,0m

cambio de posición: 12,0m-9,7m=2.3m

cambio de tiempo:5,0s-4,2s=0.8s

velocidad promedio=v4=2.3m/0.8s=2.875m/s

1. Intervalo: 12,0m a14,3m

cambio de posición:14,3m-12,0 m=2.3m

cambio de tiempo:5,7s- 5,0s=0.7s

velocidad promedio=v5=2.3m/0.7s=3.28m/s

1. Intervalo:14,3m  a 16,6m

cambio de posición:16,6m-14.3m=2.3m

cambio de tiempo:7,2s-5,7s=1.5s

velocidad promedio=v6=2.3m/1.5s=1.53m/s

1. Intervalo 16,6 m a 18,9m

cambio de posición:18.9m-16.6m=2.3m

cambio de tiempo: 8,1s-7,2s=0.9s

velocidad promedio=v7=2.3m/0.9s=2.55m/s

Montaje experimental y Procedimiento

1. Para el siguiente experimento utilizamos un calibrador, que mide la longitud de la tarjeta que se coloca en el soporte de cada deslizador
2. Se midió y registró la distancia de separación entre sensores en la pista de aire
3. Se puso un deslizador en la pista de aire y se aseguro de que este ubicado en el extremo donde está el disparador
4. Cuando el disparador se activa, podemos observar cómo el deslizador pasa a través de los sensores,y procedemos a registrar el tiempo que el deslizador tardó en pasar la tarjeta
5. El deslizador continuarasu movimiento y pasará por el siguiente sensor yel sistemas volverá a registrar el tiempo que tomo para pasarla tarjeta por ese sensor
6. Además también registramos el tiempo en el que se inició el conteo de cada sensor
7. Luego, con los tiempos registrados,calcularemos la velocidad promedio del deslizador en los sensores durante todo el recorrido
8. Procedemos a cambiar la posición del sensor en la pista de aire
9. Repetimos este procesos 2 veces más y registrando los tiempos en cada caso
10. Analizamos los datos tomados para determinar si el deslizador es un movimiento rectilíneo uniforme. Por último comparamos las velocidades promedio en diferentes posiciones y con diferentes niveles de impulso del disparador

T1

Resultados

Se presentan los datos registrados en laboratorio mediante tablas. 

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