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INFORME LABORATORIO MOVIMIENTO RECTILINEO (UNIVFORME-VARIADO) PAOLA VANESSA PASIVE BARRETO 141002717 HIPOLITO BELTRAN MORENO 141002723 RESUMEN TEORICO Un cuerpo describe un movimiento rectilíneo uniforme cuando su trayectoria es una recta y además su velocidad permanece constante. En términos de una ecuación vectorial, un movimiento rectilíneo uniforme puede escribirse como: r = v o ti y o j En cuya ecuación v o es una constante, ˆi es el vector unitario en la dirección del eje de las X , t es el tiempo y yo es la recta paralela al eje de las X por donde se mueve el cuerpo.. De acuerdo con esta expresión el cuerpo se mueve en la dirección positiva del eje de las X con una velocidad constante y de ella se infiere directamente sus ecuaciones paramétricas y cartesianas del movimiento (y=yo; x=vot). En ocasiones, cuando se sabe que el movimiento se mueve por una línea recta, la ecuación del movimiento de un cuerpo animado de movimiento rectilíneo uniforme (MRU) se escribe como: d = v o t (I) Para describir matemáticamente que un cuerpo está animado de MRU se plantea que para él se cumple que v = cte., lo cual, de acuerdo con la definición de velocidad queda justificado, porque la única forma que tiene un cuerpo de moverse, sin cambiar su dirección ni su sentido es que su vector velocidad sea constante. Un cuerpo cualquiera se dice que está animado de movimiento rectilíneo uniformemente variado si se desplaza por una línea recta y la ecuación vectorial (vector de posición) del movimiento que lo describe tiene la forma general: r = (v o t at 2) i y o ˆj De esta expresión se infieren las ecuaciones paramétricas de este movimiento x=vot at 2; y = y o Donde vo, yo y a son la velocidad inicial, la recta por donde se mueve el cuerpo y la aceleración constante del movimiento del cuerpo respectivamente. De acuerdo con las ecuaciones anteriores, para garantizar que un cuerpo posee un movimiento rectilíneo uniformemente variado, basta con escribir que para dicho movimiento se cumple que a = cte., con lo cual se garantiza que el movimiento no cambia de dirección ni de sentido y que su velocidad aumenta magnitudes iguales en iguales intervalos de tiempo. Cuando se conoce que un cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo uniformemente variado, en general, para los primeros estudios de la mecánica, se omite la notación vectorial y se trabaja con la expresión: d = v o t at 2 (II) Donde d es la distancia recorrida por el cuerpo según la dirección y sentido que el movimiento de éste tenga (puede ser X, Y, h o cualquiera que sea su dirección). Haga un análisis de la variación de la velocidad y de la distancia con respecto al tiempo. INTRODUCCION Las prácticas en los laboratorios son esenciales para nosotros en nuestro proceso de aprendizaje pues ya que debemos tener una buena formación para hacer bien nuestra labor de futuros formadores y sobre todo de una ciencia tan amplia e importante como lo es la física. La física es una ciencia que se presta para enseñarse en laboratorios, lo que hace que se aprenda de forma “Empírica” aprendiendo de acuerdo a las experiencias que vivimos y esto facilita el aprendizaje. Como está se presta para realizar laboratorios veremos a continuación una práctica que tiene como objetivos Determinar experimentalmente la velocidad de un cuerpo animado de Movimiento rectilíneo uniforme y Determinar experimentalmente la aceleración de un cuerpo animado de movimiento rectilíneo uniformemente variado. MATERIALES Y PROCEDIMIENTOS Una esfera Regla métrica Cronómetro Dos lámparas alógenas unidas por cinta Soporte universal Nuez En primer lugar organizamos la superficie inclinada (Dos lámparas alógenas unidas por cinta) por la cual deslizaríamos el cuerpo (Una esfera), después procedimos a medir las diferentes distancias que necesitaríamos para el desarrollo como lo son: 0cm, 20 cm, 40 cm, 60 cm, 80 cm, 100 cm, 120 cm, 140 cm, 160 cm, 180 cm, 200 cm, 220 cm, A continuación se colocaron los tubos en una posición horizontal sin inclinación para garantizar que el movimiento que realizara la esfera fuera de tipo rectilíneo uniforme y se tomaron los tiempos que requería la esfera para recorrer diferentes distancias. Luego procedimos a hacer los diferentes lanzamientos en las diferentes distancias, en cada distancia realizamos seis lanzamientos con diferentes tiempos lo cual lo dividimos en seis, para tener una mayor exactitud en el tiempo. Cabe mencionar que La persona que tomaba el tiempo era el mismo que soltaba la esfera para que así hubiese mayor exactitud de tiempo a la hora de oprimir el cronometro ya sea cuando soltaba la esfera o cuando esta llegara a la distancia cero. Luego de haber obtenido los valores de tiempo en casa distancia procedimos a graficas para saber si lo que hicimos estaba bien, lo que nos tenía que dar una parábola en la grafica del movimiento, esta nos dio muy similar a una parábola lo que nos indicaba que estaba bien realizado el laboratorio. RESULTADOS X(cm) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 t (sg) 0 1,11 1,58 1,94 2,36 2,56 2,86 3,09 3,25 3,44 3,65 3,83 Tabla 1: Datos (m.u.a) distancia y tiempo Grafica 1: GRAFICA DEL MOVIMIENTO DISTANCIA Vs TIEMPO 250 200 150 Series1 100 50 0 0 1 2 3 4 5 Tabla 2: Datos DISTANCIA, TIEMPO, VELOCIDAD, ACELERACION GRAFICA 2: GRAFICA DE ACELERACION GRAFICA 3: GRAFICA DE VELOCIDAD DISTANCIA Vs TIEMPO VELOCIDAD Vs TIEMPO 0.18 0.7 0.16 0.6 0.14 0.5 0.12 0.1 0.4 0.08 0.3 0.06 0.2 0.04 0.1 0.02 0 0 0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5 TABLA 3: DATOS DISTANCIA Y TIEMPO X(m) t (sg) 0 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,46 1,6 1,79 2,83 3,98 5,3 TABLA 4: DATOS DISTANCIA Y VELOCIDAD X(m) 0 V(m/s) 0 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,019 0,023 0,022 0,020 0,019 0,021 GRAFICA 4: VELOCIDAD DEL MOVIMIENTO DISTANCIA Vs TIEMPO 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 1 2 3 4 5 6 ANALISIS DE RESULTADOS En los resultados que obtenemos al haber culminado nuestro laboratorio, vemos que son unos resultados que comparados con la realidad no están tan lejos, por el contrario están muy cerca a la realidad, los errores que vemos como por ejemplo en la grafica de aceleración, que debería de ser una aceleración constante (línea recta), vemos que no estamos tan lejos ya que en la grafica nos muestra una línea quizás no muy recta pero tampoco tan dispersa, con datos no muy diferentes, lo cual hace que la línea pierda su rectitud, quizás este error no tan grande, sea por el tiempo de reacción que se tardo en tomar el tiempo en cada lanzamiento, por otro lado vemos en la grafica de movimiento que debe ser una parábola ya que a medida de que el cuerpo aumente distancia va aumentando la velocidad gradualmente, esta grafica tampoco está tan alejada a la realidad, pues observamos que quizás sea por la misma razón del anterior (Demora en tomar tiempo en cada lanzamiento), que esta no es perfecta, otra hipótesis que se cree valida es que este margen de error mínimo que hay, sea porque el laboratorio no se hace con instrumentos en una condición ideal. Vemos también que la grafica de velocidad no está tan alejada a la realidad por los mismos factores mencionados en las graficas anteriores. CONCLUSION Luego de haber culminado el laboratorio, obtener resultados y sus diferentes análisis, vemos que en el movimiento uniformemente acelerado, la velocidad depende de la distancia y el tiempo, pero su aceleración siempre será constante. En el laboratorio desarrollado anteriormente vemos que el ángulo o la inclinación de una superficie (en esta caso despreciando la fricción), por la que se deja deslizar un cuerpo, influye mucho en la velocidad que experimenta este, ya que si este ángulo ó inclinación está muy cerca a 90° entonces esta aceleración se va acercando mas a la aceleración gravitacional, por lo contrario si es muy bajo de 90° entonces se aleja más a la aceleración gravitacional por lo que va experimentar una velocidad menor y si este ángulo es de 0 grados experimenta un movimiento rectilíneo uniforme y su velocidad será mucho menor como lo observamos en la tabla 4.