Informe de Laboratorio Cinemática unidimensional

Informe de Laboratorio Cinemática unidimensional

En este laboratorio realizaremos el estudio y análisis correspondiente a las gráficas de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo a un cuerpo con aceleración constante, analizaremos el significado físico de la pendiente y el área en las gráficas de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.

Para lo cual construiremos diferentes tablas  en las que registraremos los datos obtenidos en el laboratorio.

Utilizaremos un riel que fijaremos a diferentes  alturas         desde la mesa y ubicando  el carro en la parte superior del riel definiendo esta  como nuestra posición inicial. Liberando el carro desde el reposo, con el cronometro  tomaremos el tiempo que tarda el carro en recorrer desde la posición inicial hasta las diferentes distancias propuestas,   en repetidas ocasiones para calcular el tiempo promedio.

AUDITORÍA

Natalia Perdomo García, e-mail: nperdomog@libertadores.edu.co, Universidad: Los libertadores

Gustavo Fernández Aponte, e-mail: gfernandeza@libertadores.edu.co, Universidad: Los libertadores

Leonardo Medina Ramírez, e-mail: lamedinar01@libertadores.edu.co, Universidad: Los libertadores

Daniel Sánchez Hernández, e-mail: dfsanchezh@libertadores.edu.co, Universidad: Los libertadores

RESUMEN

Realizaremos el estudio de la cinemática unidimensional, esta estudia el movimiento de los cuerpos sin considerar las fuerzas que actúan sobre él, limitándose al estudio de la trayectoria en función del tiempo,  aceleración y  la velocidad.

Observaremos los cambios realizados en cada posición,  permitiéndonos analizar el movimiento y tomar los datos necesarios para aplicar a  cada formula  y sus procedimientos  

PALABRAS CLAVES

Movimiento, Velocidad , Tiempo

INTRODUCCIÓN

El laboratorio Cinemática unidimensional, estudiamos el movimiento rectilíneo uniforme y el movimiento rectilíneo acelerado sobre una partícula; sin tener en cuenta su peso, masa o las diferentes fuerzas que puedan interactuar en él, el objetivo principal del laboratorio es observar y mostrar gráficamente el movimiento que describe la partícula, en este caso nuestro carro; puesto a diferentes alturas y recorriendo intervalos de distancia distintos, observaremos como influye directamente la altura en el tiempo que demora en recorrer las distancias propuestas y como se relaciona la altura inicia de nuestro carro con el recorrido. En el estudio del movimiento nos centraremos en cuatro aspectos importantes, como la velocidad, la aceleración, la distancia y el tiempo, que de la mano con las formulas nos permitirán mostrar las gráficas.

MARCO TEÓRICO

CINEMÁTICA

La cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo. [1]

Elementos básicos de la cinemática

Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un móvil. El móvil más simple que se puede considerar es el punto material o partícula; cuando en la cinemática se estudia este caso particular de móvil, se denomina cinemática de la partícula, y cuando el móvil bajo estudio es un cuerpo rígido se lo puede considerar un sistema de partículas y hacer extensivos análogos conceptos; en este caso se le denomina cinemática del sólido rígido o del cuerpo rígido. [1]

MOVIMIENTO RECTILÍNEO

El movimiento rectilíneo, es la trayectoria que describe el móvil en una línea recta. Algunos tipos notables de movimiento rectilíneo son los siguientes:

• Movimiento rectilíneo uniforme: cuando la velocidad es constante.
• Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: cuando la aceleración es constante.
• Movimiento armónico simple unidimensional: cuando la aceleración es directamente proporcional a la elongación (distancia a la posición de equilibrio) y está siempre dirigida hacia la posición de equilibrio.

En mecánica el movimiento rectilíneo es uno de los ejemplos más sencillos de movimiento, en el que la velocidad tiene dirección constante (aunque pueda tener en algunos casos aceleración), además hay fuerza y aceleración, estas son siempre paralelas a la velocidad. Esto permite tratar el movimiento rectilíneo mediante ecuaciones escalares, sin necesidad de usar el formalismo de vectores. [2]

ECUACIONES DEL MOVIMIENTO

La trayectoria de una partícula es rectilínea cuando su aceleración es nula (sin serlo la velocidad) o cuando su aceleración no tiene componente normal a la velocidad. El movimiento rectilíneo es, pues, un caso particular del movimiento general en el espacio, pero debido a la abundancia de problemas y situaciones en que lo encontraremos, le dedicaremos una atención especial. Puesto que los vectores   y   están dirigidos a lo largo de la trayectoria, será conveniente escoger el origen O sobre ella de modo que el vector de posición   también estará situado sobre ella. Entonces, al ser paralelos entre sí todos los vectores que nos describen el movimiento de la partícula podemos prescindir de la notación vectorial.

Si tomamos el eje x en la dirección de la trayectoria y especificamos una cierta dirección como positiva, las ecuaciones de definición de la velocidad y de la aceleración se reducen a la componente x, o sea

[pic 1]

De modo que, si conocemos [pic 2] podemos obtener la velocidad y la aceleración de la partícula, i.e., [pic 3] y [pic 4], mediante dos derivaciones sucesivas. En algunos casos conoceremos [pic 5] y, entonces, por integración (y conociendo las condiciones iniciales [pic 6] y[pic 7]) podemos obtener  [pic 8] y [pic 9].

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