Movimiento rectilíneo uniforme acelerado

Física 1 con laboratorio

Practica 3: Movimiento rectilíneo uniforme acelerado

Alumna: Reyna Guadalupe Domínguez Leyva Docente: Sergio Barraza Félix 8-febrero-2022

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1. Introducción

Cuando un objeto se mueve con aceleración constante, se tiene un movimiento uniformemente acelerado.

Cuando el movimiento es en línea recta, la ecuación que lo describe es:

𝑥 = 𝑥𝑜 +𝑣𝑜(𝑡−𝑡𝑜)+𝑎(𝑡−𝑡𝑜)2 (1)

Ésta es la ecuación de una parábola, donde:

𝑥 es la posición del objeto al tiempo 𝑡;

𝑥𝑜 es la posición inicial del objeto al tiempo inicial que es 𝑡𝑜; 𝑣𝑜 es la velocidad inicial del objeto al tiempo inicial que es 𝑡𝑜;

𝑎 es la aceleración del objeto.

La ecuación se puede simplificar si empezamos a medir el tiempo con el reloj o cronómetro en cero a partir de la posición inicial, lo que hace que 𝑡𝑜 = 0, si además empezamos a medir la posición considerando el punto inicial como cero, es decir a partir de ahí medimos la posición del objeto, entonces 𝑥𝑜 = 0, y por último se el objeto está en reposo en el punto inicial, entonces 𝑣𝑜 = 0, con todo ello la ecuación (1), en este caso especial se simplifica a:

𝑥 = 𝑎𝑡2 (2)

Por otro lado, la velocidad instantánea se obtiene con la siguiente ecuación: 𝑣=𝑣𝑜 +𝑎(𝑡−𝑡𝑜) (3)

Donde 𝑣 es la velocidad del objeto al tiempo 𝑡;

Con las mismas consideraciones para obtener la ecuación (2), se puede obtener para ese caso un ecuación simplificada para la velocidad:

𝑣 = 𝑎𝑡 (4)

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en un sistema de ejes de velocidad y tiempo describe una línea recta cuya pendiente es igual a la aceleración del objeto.

Si se tiene el registro de la posición de un objeto, en movimiento uniformemente acelerado, para diferentes instantes de tiempo, es posible determinar toda la información del movimiento del objeto: la ecuación de movimiento y la velocidad instantánea para cualquier tiempo.

2. Equipo y materiales

1. Una canica

2. Una superficie lisa de más de un metro de larga que sea posible inclinarla.

3. Un lápiz o marcador o cinta adhesiva

4. Regla transparente de 1 mm por división

5. Un soporte para inclinar la superficie

6. Un cronómetro

3. Procedimiento

1. Marca la superficie lisa usando el lápiz, el marcador o la cinta adhesiva (procura no dañar la superficie), cada marca debe estar separada 5 cm de la siguiente.

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Continuar con el marcado hasta completar 21 marcas, cada una separada 5 cm,

eso nos da una longitud total de 1 metro.

2. Inclina la superficie lisa al apoyar un extremo sobre el soporte, procura que el

ángulo sea de unos 10 grados..

3. Coloca la canica en la primera marca y al mismo tiempo que sueltas la canica (sin empujarla) inicia el cronómetro para medir el tiempo que tarda en llegar a la siguiente marca (segunda marca).

4. Repite el procedimiento del paso 3, pero ahora mide el tiempo que tarda de la primera marca a la tercera marca; luego de la primera marca a la cuarta marca, y así sucesivamente hasta la última marca, la número 21.

5. Escribe los datos obtenidos en una tabla, esta será la tabla 1.

6. Usando una hoja de cálculo, por ejemplo un archivo Excel, realiza la gráfica de posición contra tiempo, es decir una gráfica donde el eje vertical sea la posición y el eje horizontal el tiempo, esa será la gráfica 1.

7. Ahora calcula el cuadrado de cada tiempo y has otra tabla, tabla 2, con los tiempos al cuadrado y la posición, y obtén una gráfica de la posición contra los tiempos al cuadrado, esa será la gráfica 2.

8. Seguidamente vas a hacer una tercera tabla, Tabla 3, donde vas a calcular para cada tiempo la división de la posición entre el tiempo al cuadrado, es decir con ayuda de la tabla 2, vas a dividir los datos de la segunda columna (posición) entre la primera columna (tiempo al cuadrado) empezando por el segundo renglón, es decir excluyendo la división 0/0 del primer renglón.

9. Usando la tabla 3, calcula el promedio de los valores que obtuviste, y su desviación estándar. Ese valor promedio es la aceleración de la canica, y la desviación estándar es una medida de la incertidumbre de ese valor.

PROMEDIO:50.864629231275

DESVIACION ESTANDAR: 50.864629231275

10. Usando ese valor de la aceleración, grafica la ecuación (2) con ayuda de tu hoja de cálculo. Esa será la gráfica 3.

4. Resultados: Tabla 1

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Marca Tiempo en Incertidumbre Posición en Incertidumbre segundos en el tiempo centímetros en la posición

10000

2 0.15 0.005

3 0.29 0.005

4 0.43 0.005

5 0.61 0.005

6 0.72 0.005

7 0.91 0.005

8 1.02 0.005

9 1.18

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