SEGUNDO INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

UNIVERSIDAD NACIONAL

DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA

GEOLÓGICA MINERA Y METALÚRGICA

INFORME DE LABORATORIO NÚMERO 2

TEMA: VELOCIDAD INSTANTANEA Y ACELERACIÓN

CURSO: CODIGO DEL CURSO:

FISICA I FI 203

PROFESOR:

CORTEZ REYES, Gregorio Custodio

FECHA Y HORA DE LA EXPERIENCIA:

23 de abril, 12.00 pm – 15.00 pm

INTEGRANTES:

HILARIO MENDOZA, Junior Andre 20132043C

SALVADOR ROJAS, Yonel Elmer 20130404I

ASENCIOS PIMENTEL, Edwin Sebastián 20130325A

ACO PERALTA, Henry Ismael 20134180H

2013

Lima, 7 de mayo

INTRODUCCIÓN:

La mecánica es la rama de la física que estudia y analiza el movimiento y reposo de los cuerpos, y su evolución en el tiempo, debido a la acción de fuerzas.

La cinemática es una rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos, sin tomar en cuenta las fuerzas que lo producen, limitándose esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo.

OBJETIVO GENERAL

Determinar la velocidad instantánea y la aceleración de un móvil que realiza un movimiento rectilíneo

Establecer las relaciones entre la distancia recorrida por dicho móvil y su velocidad.

Establecer las relaciones entre la distancia recorrida por dicho móvil y la aceleración producida en el proceso del recorrido

Medir la distancia recorrida y la velocidad de un objeto que se mueve con velocidad y aceleración constante.

Determinar experimentalmente la velocidad media de un móvil en diferentes intervalos de tiempo durante el experimento realizado.

Usar el concepto de velocidad media para aproximarnos al valor de la velocidad instantánea de un cuerpo en un determinado instante de tiempo.

Analizar las gráficas de distancia recorrida y velocidad vs. Tiempo para un móvil que se encuentra en movimiento.

Entender la relación que existe entre la pendiente de la gráfica velocidad vs. Tiempo. y la aceleración producida.

FUNDAMENTO TEORICO

CINEMATICA DE UNA PARTICULA

Un objeto real puede girar al ir moviéndose, análogamente un cuerpo puede vibrar al ir moviéndose .Estas complicaciones se pueden evitar considerando el movimiento de un cuerpo muy pequeño llamado partícula. Matemáticamente, una partícula se considera como un punto, como un objeto sin tamaño, de manera que no hay que hacer consideraciones de rotación ni de vibración.

VECTOR POSICION

Dado un sistema de coordenadas, a cada posición de la partícula le corresponde una coordenada y solamente una. Así cuando la partícula está en la posición A le corresponde la coordenada (x1,y1) y cuando está en la posición B le corresponde la coordenada ((x2,y2). (Ver Fig. 1)

La posición de una partícula se puede representar como un vector cuyo punto inicial ("cola") está en el origen del sistema de coordenadas y cuyo punto final ("cabeza") está en el punto correspondiente a su posición. Este vector lo denotaremos con el símbolo . (Ver Fig. 2)

VECTOR DESPLAZAMIENTO

Al cambio de la posición de la partícula se le denomina desplazamiento. Es decir, el Desplazamiento es la resta vectorial entre el vector posición final y el vector posición inicial:

Es de notar que como el desplazamiento es la resta de dos vectores, debe ser también un vector .Se puede observar que el desplazamiento es un vector trazado desde la posición inicial hasta la posición final.

LONGITUD RECORRIDA

La longitud recorrida es la medida de la longitud de la trayectoria seguida por la partícula. Es una magnitud escalar y su ecuación dimensional es L. La partícula al desplazarse desde la posición A hasta la posición B, recorre una longitud equivalente a.

VELOCIDAD MEDIA

Se define la velocidad media como el desplazamiento de la partícula dividido por el valor del intervalo de tiempo.

La velocidad media tiene la misma dirección y sentido que el desplazamiento.

VELOCIDAD INSTANTANEA

Cuando se hace tender el intervalo de tiempo a cero, se observa que el vector desplazamiento se acerca a la tangente de la trayectoria

ACELERACION MEDIA

Se define la aceleración media como el cambio en la velocidad instantánea, , dividido por el intervalo de tiempo.

La aceleración media es un vector dirigido hacia donde se dirige el cambio de velocidad.

ACELERACIÓN INSTANTANEA

La aceleración instantánea en el instante “t” es un vector que se determina al tomar valores cada vez más pequeños de ∆t y valores cada vez más pequeños correspondientes de ∆V, por lo tanto

Pero esta es la definición de la derivada de la velocidad (V) con respecto al tiempo (t).

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

El Movimiento Rectilíneo Uniforme es una trayectoria recta, su velocidad es constante y su aceleración es nula.

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.

Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.

Aceleración nula.

PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS

La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad o rapidez por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, con tal que la rapidez o módulo de la velocidad sea constante.

Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.

De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza externa que actúe sobre el cuerpo, dado que las fuerzas actuales están en equilibrio, por lo cual su estado es de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas, por lo que en el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) es difícil encontrar la fuerza amplificada.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MOVIMIENTO

Al representar gráficamente la velocidad en función del tiempo se obtiene una recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida representa la distancia recorrida.

La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

ECUACIONES DEL MOVIMIENTO

Sabemos que la velocidad es constante; esto significa que no existe aceleración.

La posición en cualquier instante viene dada por V= S/T

Esta ecuación se obtiene de:

Para el cálculo del espacio recorrido, sabiendo que la velocidad es constante y de acuerdo con la definición de velocidad, separando variables,

Integrando,

y realizando la integral,

Donde es la constante de integración, que corresponde a la posición del móvil para . Si en el instante el móvil esta en el origen de coordenadas, entonces . Esta ecuación determina la posición de la partícula en movimiento en función del tiempo.

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Evolución respecto del tiempo de la posición, de la velocidad y de la aceleración de un cuerpo sometido a un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, según la mecánica clásica.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.

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