INFORME DE EXPERIMENTO #2 Velocidad instantánea y aceleración

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

[pic 1]

INFORME DE  EXPERIMENTO #2

Curso                        :        Física 1 / FI203-O

Tema                        :        Velocidad instantánea y aceleración

Alumnos                :        Paredes Abanto, Cristhian / 20170376F
                                Condori Mamani, Deybit / 20174120F
                                Hidalgo Márquez, Andrés / 20170282A

Facultad                 :        Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica  / L1

Profesor                :        Chirinos Villarruel, Fernando

2017

ÍNDICE

1. Objetivos de laboratorio……………………………………..        2

1. Materiales………………………………………………………        2

1. Fundamento teórico………………………………………….        2

1. Procedimiento………………………………………………..        3

1. Resultados……………………………………………………        4

1. Gráficos……………………………………………………….        5

1. Cuestionario………………………………………………….        7

1. Observaciones……………………………………………….        7

1. Conclusiones…………………………………………………        8

1. Bibliografía……………………………………………………        8
   
2. Hojas de datos………………………………………………        8

1. Objetivos de laboratorio
   
   Determinar la velocidad instantánea y aceleración de un móvil que realiza un movimiento rectilíneo.

1. Materiales
   

• 1 rueda de Maxwell
• 1 regla
• 1 cronómetro
• 1 soporte con 2 varillas paralelas de 65 cm
• 1 tablero de mapresa con tornillos de nivelación
• 1 nivel
  
  
  

1. Fundamento teórico
   
   Para el laboratorio se necesita tener en cuenta las siguientes definiciones:
   
   La velocidad instantánea para una determinada posición es el límite de la velocidad media entre dos posiciones cuando el tiempo transcurrido es infinitesimal.
   
                                    
   
   En el trabajo, para hallar la velocidad instantánea de la rueda en un punto cualquiera de la trayectoria basta con hallar las velocidades medias entre 2 tramos continuos que contengan dicho punto.
   
   Así, para la primera parte del experimento los resultados de la tabla 1 se relacionan con los gráficos 1 y 2. El gráfico 1 se relaciona, a su vez, con el recorrido del tramo 1 y el gráfico 2 con el recorrido del tramo 2. En ambos gráficos, la intersección de la prolongación de la recta con el eje de ordenadas resulta ser la velocidad instantánea en el punto central. El gráfico 3 muestra la superposición de los gráficos 1 y 2.
   
   
   
   
   La aceleración instantánea para una determinada posición es el límite de la aceleración media entre dos posiciones cuando el tiempo transcurrido es infinitesimal.
   
                                   
   
   En el trabajo, para hallar la aceleración instantánea de la rueda se necesitan trabajar con los resultados obtenidos los cuales permiten hallar velocidades instantáneas en los diversos tramos que recorre la rueda.
   
   Así, para la segunda parte del experimento los resultados de la tabla 2 se relacionan con el gráfico 4. A partir de este, se obtiene una ecuación de recta donde su pendiente resulta ser la aceleración instantánea. Esta coincide con la aceleración media por tratarse de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.[pic 2][pic 3]

1. Procedimiento
   
   Para la primera parte:
   

• Nivelar el tablero utilizando 3 puntos de apoyo de tal manera que al desplazar no se desvíe a los costados.
• Dividir el tramo recorrido en 8 partes iguales ubicando el punto central.
• Medir estos 8 espacios a partir del punto central.
• Soltar la rueda siempre desde el extremo superior.
• Calcular los tiempos en recorrer los espacios pedidos.
  

Para la segunda parte:

• Dividir el tramo a recorrer en partes de 10 cm empezando por el extremo superior.
• Soltar la rueda siempre desde el extremo superior.
• Utilizar los datos anteriores y encontrar las velocidades instantáneas en los puntos intermedios de cada tramo.
• Graficar las velocidades instantáneas en función de los tiempos dados.

1. Resultados
   
   Para la primera parte:
   
   TABLA 1

Para la segunda parte:

TABLA 2

1. Gráficos

GRÁFICO 1    Velocidad media vs ⧍t        [pic 5]

GRÁFICO 2    Velocidad media vs ⧍t        [pic 6]

GRÁFICO 3    Cruce de las dos gráficas anteriores

[pic 7]

GRÁFICO 4    Velocidad instantánea vs tiempo
[pic 8]

1. Cuestionario
   

• Del gráfico obtenido en la primera parte, hallar la velocidad instantánea en el punto central.
  Tomando el primer tramo vemos: velocidad instantánea = 2.9308 ± 0.05 cm/s. En el segundo tramo vemos: velocidad instantánea = 2,9581 ± 0.05 cm/s
  
• Comparar la velocidad instantánea en el punto central de la primera parte con la obtenida por la ecuación .
  Calculamos la velocidad instantánea para el punto medio c en el tramo A3B1, sumando las distancias y tiempos en el tramo A3C y el tramo CB1 por lo que tendríamos, el ⧍t=3,42 s y e= 10 cm. Según la ecuación saldría 10/3,43=2,915 cm/s, que no estaría tan alejada de la velocidad instantánea obtenida anteriormente.[pic 9]

• ¿Qué importancia tiene que las rectas se crucen antes o después del eje de coordenadas o sea cuando ∆t = 0?
  Pues si se cruzan antes quiere decir que en el sentido CB la velocidad al inicio es mayor que en la de la dirección AC , como ya habíamos dicho ante teóricamente esto no debe darse porque al inicio en los dos sentidos la velocidad en C deberían ser iguales . Análogamente si se cruzan después quiere decir que la velocidad en el sentido AC es mayor que la de sentido CB.

• Del gráfico obtenido en la segunda parte obtener la aceleración.
  Según el gráfico Vi vs ti, la aceleración es 3.51 cm/s2.

1. Observaciones
   

• Cuide que el ángulo de inclinación de los rieles sea el apropiado, ni muy alto ni muy bajo, se recomienda una altura de 7cm.
• Alinee muy bien la rueda de Maxwell para así evitar que choque con los bordes del riel.
• Siempre empiece la trayectoria de la rueda de Maxwell desde el punto A.
  
  
  
  

1. Conclusiones
   

• Cuando calculamos las medidas de las posiciones, velocidades y aceleraciones nos damos cuenta que hay una diferencia con la parte teórica.
• Se recomienda realizar la experiencia tratando de obtener datos más exactos para así obtener un valor más aproximado y un margen de error mínimo.

1. Bibliografía
   

• Mecánica. Berkeley Physics Course. Volumen 1. Segunda Edición. Editorial Reverté (1989).
• ALONSO, FINN. Física. Volumen 1: Mecánica. Edición revisada. Fondo Educativo Interamericano (1970).
• SERWAY, BEICHNER. Física. Tomo 1. Quinta edición, McGraw-Hill, México (2002).
• https://www.fisicalab.com
  
  

1. Hoja de datos
   
   

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