Práctica – Determinación de la velocidad instantánea

Instituto Politécnico Nacional[pic 1][pic 2][pic 3]

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica -Unidad Zacatenco

Física Clásica

PRÁCTICA #6 – Determinación de la velocidad instantánea. [pic 4]

Profesor:

Dr. Ramón Parada Alfonso 

Integrantes:

• Ángel Andrade Martínez
• José de Jesús González Reyes
• Brenda Hernández Naranjo[pic 5]
• Rocío Verania Loyola Vargas[pic 6]
• Angel Emiliano Meneses González
• Areli Pérez Bedolla
• Jessyca cabrera Ponce

Práctica #4 – Determinación de la velocidad instantánea.

Andrade-Martínez A., González-Reyes J.J., Hernández-Naranjo B., Loyola-Vargas R.V., Meneses-González. A.E., Pérez-Bedolla. A.

Resumen:

En esta práctica se pretende comprender y aplicar el concepto de velocidad instantánea utilizando un riel de aire y un deslizador, lo que implica tomar medidas precisas del tiempo y la distancia para determinar la velocidad en un punto específico de la trayectoria del deslizador. Este experimento es una ilustración de cómo se pueden aplicar conceptos matemáticos y físicos para comprender el comportamiento de objetos en movimiento.

Tabla   4.   Medida   del   largo   y   espesor   con   sus   respectivas   incertidumbres   en   un   mismo

Tabla   4.   Medida   del   largo   y   espesor   con   sus   respectivas   incertidumbres   en   un   mismo

Tabla   4.   Medida   del   largo   y   espesor   con   sus   respectivas   incertidumbres   en   un   mismo

Objetivos:

El alumno determinará el valor de la velocidad instantánea en un punto P utilizando un deslizador sobre el riel de aire  

Introducción Teórica:

El riel de aire permite determinar la velocidad instantánea, ya que, una vez que esté se ajusta, la velocidad del móvil en in punto se puede considerar la misma cada vez que se repite la experiencia.  

Cuando el móvil se sobre una línea recta y se desplaza una distancia ∆x en un intervalo de tiempo ∆t, la cantidad  

        [pic 7]

Se define como su velocidad promedio entre los puntos inicial y final de su desplazamiento, en el caso de qué el movimiento sea uniforme, la velocidad en cualquier punto de su trayectoria es la misma y es igual a la velocidad promedio V.

Cuando la velocidad del móvil no es constante, esto es, cuando su velocidad varía en cada punto de su trayectoria, el movimiento es más complejo y se requiere encontrar la velocidad del móvil en una posición o instante cualquiera.  

En este caso debemos emplear el concepto matemático de límites, ya que debemos considerar cambios infinitesimales en la posición, al aplicarlo, tendremos que la velocidad de un móvil en un punto cualquiera de la trayectoria que se mueve en línea recta, se define como: 

 
[pic 8]

Cuya interpretación geométrica consiste tomar intervalos de tiempo cada vez más pequeños, hasta determinar la pendiente de la recta tangente en el punto en el que se quiere conocer la velocidad instantánea de la trayectoria.  

Este límite no puede ser medido directamente, pero puede ser calculado extrapolando serie de medidas de la relación , dando valores diferentes a ∆x.  [pic 9]

Por ejemplo, si observamos la figura 14, nos damos cuenta de que ∆t puede ser medido entre el tiempo que tarde en pasar el móvil del punto C al A atravesando el plano PP’, de manera semejante podemos medir ∆t entre los puntos CA’ y CA’  

[pic 10] 

si el objeto está acelerando en forma constante, entonces podemos encontrar en tres valores para la relación .  [pic 11]

En el caso de qué la aceleración sea uniforme, los valores de  graficados con relación a ∆t, caerán sobre una línea recta, y al realizar extrapolación para un valor (v=velocidad instantánea), ocurre cuando el punto C se localiza en el PP’.  [pic 13][pic 12]

Equipo y material requerido:  

1 Riel de aire  

1 Sistemas de cronometraje 

1 Bloques de diferente tamaño para inclinar el riel  

1 Deslizador   

Desarrollo experimental: 

Procedimiento: Monte el riel de aire, con uno de sus extremos más elevado

(figura 15). 

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