Practicas FISiCA I
danielarbisaTrabajo3 de Septiembre de 2019
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ÍNDICE
MOVIMENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA) 1
MOVIMENTO DE CAÍDA LIBRE 7
MOMENTO DE INERCIA Y OSCILACIONES DE TORSIÓN 10
PÉNDULO SIMPLE 15
CONSEVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA 20
ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES 23
PUENTE DE WHEATSTONE 28
Práctica I:
MOVIMENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA)
1.Objetivo
En un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado se pretende determinar la relación entre la distancia recorrida y el tiempo, la relación entre la velocidad y el tiempo y la relación entre la masa, la aceleración y la fuerza.
Análisis cinemático del movimiento:
- Determinación de la relación entre el espacio recorrido y el tiempo t .
- Determinación de la aceleración mediante la relación velocidad-tiempo.
- Determinación de la aceleración mediante la relación distancia-t2.
Análisis dinámico:
- Comprobación del valor de la aceleración mediante la 2ª ley de Newton.
2. Dispositivo experimental y procedimiento
Esta práctica se realiza con un carril de aire, lo cual elimina la fricción entre el carrito y el carril. El ventilador se debe graduar para que salga solo el aire suficiente para eliminar la fricción, sin empujar el carrito o afectar su movimiento de ninguna otra manera. El carrito está conectado por medio de una cuerda que pasa por una polea a una masa, lo cual ejerce le fuerza de su peso sobre el carrito.
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Para poder medir el tiempo que toma el carrito en recorrer ciertas distancias se utilizan dos barreras fotoeléctricas, las cuales están conectadas a un cronometro digital que se activa y desactiva cuando el carrito pasa por las respectivas barreras.
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3. Toma de valores, cálculos y conclusiones
- Relación entre el espacio recorrido y el tiempo
Distancia(m) | t1(s) | t2(s) | t3(s) | t4(s) | t5(s) | tmedio(s) |
0,40 | 1,030 | 1,013 | 1,026 | 1,036 | 1,020 | 1,025 |
0,45 | 1,079 | 1,096 | 1,103 | 1,107 | 1,093 | 1,096 |
0,50 | 1,153 | 1,156 | 1,165 | 1,164 | 1,158 | 1,159 |
0,55 | 1,267 | 1,226 | 1,212 | 1,229 | 1,213 | 1,229 |
0,60 | 1,273 | 1,270 | 1,284 | 1,284 | 1,271 | 1,276 |
Tabla 1.1-Relacion entre el espacio recorrido y el tiempo
[pic 19]Gráfica 1.1-Relación entre el espacio recorrido y el tiempo
-Relación entre el espacio-t2
Distancia(m) | t12(s) | t22(s) | t32(s) | t42(s) | t52(s) | tmedio2(s) |
0,40 | 1,061 | 1,026 | 1,053 | 1,073 | 1,040 | 1,051 |
0,45 | 1,164 | 1,201 | 1,217 | 1,225 | 1,195 | 1,200 |
0,50 | 1,329 | 1,336 | 1,357 | 1,355 | 1,341 | 1,344 |
0,55 | 1,605 | 1,503 | 1,469 | 1,510 | 1,471 | 1,512 |
0,60 | 1,621 | 1,613 | 1,649 | 1,649 | 1,615 | 1,629 |
Tabla 1.2-Relación entre el espacio recorrido y t2
[pic 20]Gráfica 1.2-Relación entre el espacio recorrido y t2
-Obtención del valor de la aceleración a mediante la recta de regresión
La recta de regresión de la gráfica d-t2 es y = 2,936x - 0,1208 (y = mx + n), dónde x=d y y=t2.
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Ahora calcularemos la aceleración en función de la pendiente en el instante 0 a velocidad 0 en la fórmula de MRUA:
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-Cálculo de la gravedad mediante la relación d-t2
Para obtener el valor de la aceleración de la gravedad a partir de la recta de regresión necesitamos tanto la masa del carrito como la de la pesa que estaba sujeta al hilo:
Masa sujeta al hilo (m1) = 0,015 Kg
Masa del carro (m2) = 0,199 Kg
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-Relación entre v2 y espacio recorrido (d)
El valor de le velocidad se calcula a partir de la aceleración que se calculó en el apartado anterior (vi = a·ti).
Distancia(m) | tmedio(s) | v=at (m/s2) | v2 (m/s2)2 |
0,40 | 1,051 | 0,716 | 0,512 |
0,45 | 1,2 | 0,817 | 0,668 |
0,50 | 1,344 | 0,915 | 0,838 |
0,55 | 1,512 | 1,030 | 1,060 |
0,60 | 1,629 | 1,109 | 1,231 |
Tabla 1.3-Relación entre el espacio recorrido y v2
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Gráfica 1.3-Relación entre el espacio recorrido y v2
-Aceleración y tensión aplicando la 2ª ley de la dinámica
Masa sujeta al hilo (m1) = 0,015 Kg
Masa del carro (m2) = 0,199 Kg
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Ahora calculamos la tensión substituyendo la aceleración en la ecuación T = m2·a:
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-Relación entre la aceleración y la fuerza
La relación entre la aceleración y la fuerza se obtiene manteniendo constante la masa total del sistema. Se realizan varias medidas transfiriendo masa del carrito al porta pesas.
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