UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS(Universidad del Per,
Decana de Amrica)
FACULTAD DE ING. SISTEMAS E INFORMATICAE.A.P. ING. SISTEMAS
MOVIMIENTO,VELOCIDAD Y ACELERACIN
CURSO : FISICA I
INTEGRANTES :14200153Rojas Calderon Antonio14200178Salcedo
Gonzales Rodrigo14200150Rivera Silva Roger14200109Ramos Cerna
Luiggi
HORARIO: SABADO 10-12 PM
Ciudad Universitaria, 17 de MAYO 2015
INDICE
1.- Resumen
2.- Objetivos
3.- Materiales
4.- Procedimiento experimental
5.- Conclusiones y recomendaciones.
6.- Cuestionario
7.-Bibliografia
8.-Cuestionario Adicional
1.- Resumen
El este presente laboratorio, experimentamos los conceptos de
movimiento, aceleracin y velocidad.
Lo primero que hicimos fue observar el carril de aire su
funcionamiento y su mecnica.
El primer experimento fue comprobar las leyes del movimiento
rectilneo uniforme, en un papel cinta, se garbaron los tic, que
significaban los ijntervallo9s de tiempo, y el desplazamiento.
El segundo experimento fue comprobar las leyes de movimiento
rectilneo uniforme variado, del mismo modo grabamos los tic en un
papel , y luego calculamos la formula experimental en ambos casos ,
llevando a cuadros los datos experimentales.
2.- Objetivos
1. Caracterizar el movimiento de un mvil con la medida de su
posicin con respecto a su variacin en el tiempo.
2. Estudiar las caractersticas del movimiento de un mvil por
accin de una fuerza constante.
3.- EQUIPOS Y MATERIALES
- Carril de aire- Regla- Compresora, 220 V- Juego de pesas: 5 g
,10 g ,20 g y 500 g- Soporte universal- Hoja de papel logartmico-
Clamp- Hojas de papel milimetrado- Polea ligera- Cronmetros- Coche
de 12 cm de largo- Sistema de magneto registro de tiempo
(opcional)- Cinta adhesiva (pega fan)- Huachas de 3 g
4.-Procedimiento experimental
Para el movimiento con fuerza instantnea:
1. Ponga en funcionamiento la compresora haciendo las conexiones
respectivas.
2. Coloque un coche sobre el carril de aire con un cordelito
amarrado de un extremo y pase el cordelito por la polea que se
encuentra al extremo del carril. Un compaero de clase sostendr
levemente el mvil con la mano.
3. Coloque la cinta de papel a travs de la canaleta impresora
del registrador de tiempo y pguela con un adhesivo al mvil. Conecte
el registrador y encienda la fuente tal como indique su profesor de
Laboratorio.
4. De al mvil un impulso ms o menos fuerte, haciendo que corra
sobre el carril de aire. El impresor del registrador de tiempo
dejar marcas sobre la cinta de papel.
5. A partir de las marcas en la cinta de papel, as obtenidas,
cuente en ella intervalos de 4 o 5 marcas y tome cada intervalo as
formado como unidad arbitraria de tiempo. A esta unidad arbitraria
de tiempo denomnela tic.
6. Elegida la unidad de tiempo, proceda a medir con la regla la
posicin del mvil en cada instante y registre estas medidas en la
tabla 01.
TABLA 01
Puntost(tic)x(cm)
Origen
1
2
3
4
5
6
7
8
TABLA 02
1-03.13.1
2-13.13.1
3-23.13.1
4-33.03.0
5-43.23.2
6-53.13.1
7-62.92.9
8-72.92.9
Para el movimiento con fuerza constante:7. Repita los pasos (1),
(2) y (3).8. Ate al extremo del cordelito una masa de 50 g
aproximadamente. A continuacin retire la mano del coche.10. Repitan
los pasos (5) , (6) y proceda a llenar la Tabla 03.
TABLA 03
Puntost(tic)x(cm)
Origen
1
2
3
4
5
6
7
8
TABLA 04
1-01,91,9
2-12,22,2
3-22,62,6
4-33,13,1
5-43,53,5
6-53,83,8
7-64,34,3
8-74,74,7
TABLA 05
TABLA 06
1-00.750.75
2-10.750.75
3-20.760.76
4-30.750.75
5-40.750.75
6-50.750.75
7-60.750.75
8-70.760.76
5.- Conclusiones y recomendaciones
Conclusiones:
Durante el desarrollo del laboratorio logramos comprender de
mejor manera las leyes del movimiento rectilneo uniforme y uniforme
acelerado y dndonos cuenta que en la parte experimental no siempre
los resultados van a ser exactos como en la parte terica.-De
acuerdo a este trabajo podemos concluir que el estudio del
movimiento de un objeto requiere un registro de la posicin del
objeto en diferentes tiempos.Con tal registro se puede estudiar
movimientos irregulares de un carro en movimiento. Aprendimos a
utilizar las diferentes formulas de velocidad y aceleracin y hacer
graficas con estas de acuerdo al tiempo y a los datos encontrados
en los diferentes intervalos.
6.- CUESTIONARIO
1. Con los datos de la tabla 1, grafique "X versus t" (grfica
1). Cuando hace el ajuste con mnimos cuadrados, de la recta
obtenida qu valores importantes del movimiento del coche puede
usted precisar? que clase de movimiento fue si al mvil se le aplic
una fuerza instantnea?
000
13.11
212.44
327.99
449.216
577.525
6111.636
7150.549
8195.264
36111627.4204
Halando la ecuacin por mnimos cuadrados:
2. Con los datos de la tabla 2, grafique las " velocidades
medias versus t" (grfica 2) qu interpretacin puede hacer usted
respecto a este resultado?
Se presenta un movimiento rectilneo uniforme (MRU).
3. Usando los datos de la tabla 03, trace la grafica 3.A, en
papel milimetrado x versus t. Es esta una relacin lineal?
.Determine la formula experimental despus de trazar la grafica 3.B
x versus t en papel logartmico. Qu parmetros fsicos se ha
determinado?
Puntost(tic)x(cm) Log(t)Log(x)
Origen--
100.28
20.300.61
30.480.83
40.600.99
50.701.12
60.781.23
70.851.33
80.901.42
Formula experimental por Excel:
m=1.26Y=1.26X + 0.25
b=0.25
El parmetro fsico que se determino es la velocidad, ya que la
ecuacin esta en funcin de la posicin y del tiempo.
4. Si la grfica 3.A fuera una parbola construya una tabla x
versus t2.Trace la grfica 3.C en papel milimetrado. Qu clase de
movimiento tendra el mvil si se le aplica una fuerza constante?
Determine la formula experimental, indique las medidas del
movimiento del coche.
Puntost2(tic)x(cm)
Origen
1
2
3
4
5
6
7
8
Formula experimental por Excel:
m=0.376Y=0.376+ 2.96
b=2.96
Medidas del movimiento del coche:
t(tic)x(cm)
t02.96
t13.34
t24.46
t36.34
t48.98
t512.36
t616.5
t721.38
t827.02
5. Haga un comentario en un cuadro paralelo, de las dos frmulas
experimentales en la que al mvil se le ha aplicado una fuerza
constante.
Y=1.26X + 0.25Y=0.376+ 2.96
Se determin una funcin lineal, en otras palabras se
sobreentendera que la grfica representa a un movimiento rectilneo
uniforme (MRU).La fuerza se relaciona con la segunda ley de newton
(F = ma) y sea la masa una constante, entonces la aceleracin
resultara constante. En otras palabras se realizara un movimiento
rectilneo uniformemente variado (MRUV).
6. Complete la tabla 04 y trace la grfica 4 en papel milimetrado
. Qu observa? Es una funcin escaln que puede interpretar y
describir el movimiento? Explique.
RPTA: En la grafica se muestra una funcin escalonada pues
observamos que presenta discontinuidades en toda la funcin.En el
movimiento observamos que a medida que aumenta variacin del tiempo
se incrementa la velocidad esto se debe a que el objeto mantiene
una aceleracin constante que es la causante de que la velocidad
aumente.
7. Con la formula experimental hallada en la pregunta 4, halle
las velocidades instantneas completando la tabla 05, luego lleve
estos puntos sobre la grafica 4, unir los puntos con una recta. D
una interpretacin de estas dos graficas.
Derivando la formula:
Con esta nueva formula completando el cuadro 5:
t(tic)
8.-Complete la tabla 6 usando los valores de la tabla 5 y trace
la grafica 5 en papel milimetrado aceleracin media versus intervalo
de tiempo o sea indica la grafica que la aceleracin es
constante?cual es el valor de la aceleracin?
Completando la tabla 6:
1 - 00.750.75
2 10.750.75
3 20.760.76
4 30.750.75
5 40.750.75
6 50.750.75
7 50.750.75
8 70.760.76
a) La grafica de la aceleracin indica que es constante ya que,
se muestra una recta horizontal, presentando un desnivel en dos
puntos.La grafica me da una recta que tiene por ecuacin .
b) El valor promedio de l aceleracin es:
La aceleracin experimental obtenida es 0.75 (cm/)
9.- Haga un anlisis para el estudio del movimiento (fuerza
constante), con los valores de las formulas experimentales
obtenidas. Exprese sus conclusiones.- Cuando existe una fuerza
constante entonces existe una aceleracin constante.- En el
experimento la velocidad cambia, aumentando por accin de una fuerza
constante.
6.- BIBLIOGRAFIA
FSICA. TOMO I. EDITORIAL LUMBRERASCOMPENDIO ACADMICO DE FSICA.
EDITORIAL LUMBRERASINTRODUCCIN A LA FSICA MODERNA- CARLOS DE LA
CRUZ G.- EDICIONES CUZCANOFSICA I PARA ESTUDIANTES DE CIENCIA E
INGENIERA - CASADO, J.M.C.- EDUNIFSICA I- LEYVA, H.N- EDITORIAL
MOSHERA
7.-Cuestionario Adicional1.- El velocmetro de un automvil mide
rapidez o velocidad? Explique su respuesta.Unvelocmetroes un
instrumento que mide el valor de la rapidez promedio de un vehculo.
Debido a que el intervalo en el que mide esta rapidez es
generalmente muy pequea se aproxima mucho a la magnitud es decir la
rapidez instantnea.Los velocmetros tradicionales estn controlados
por un cable recubierto tensionado por un conjunto de pequeas
ruedas dentadas en el sistema de transmisin. 2- La figura 1 muestra
una serie de fotografas de alta rapidez de un insecto q vuela en
lnea recta de izquierda a derecha (en la direccin +x).Cual de las
graficas de la figura 2, es mas probable que describa el movimiento
del insecto?En la grafica 1 se puede notar que los puntos cada vez
aumentan mas su separacin lo que da a entender un aumento de
velocidad(MRUV), en este caso la aceleracin seria contante y la
velocidad aumentara progresivamente. En conclusin la figura D sera
la mejor opcin.3.- Una partcula se mueve en 3 dimensiones. Su
vector posicin est dado por:
Las distancias estn en metros y el tiempo t en segundos:(a)Cul
es el vector velocidad en t=+3=?V=r/tPara t=+3V= (6, 15,0)= (2,
5,0)(b)Cul es la rapidez (en m/s) t=+3?Rapidez = ||v||Rapidez =
(c)Cul es el vector aceleracin y cul es su magnitud (en m/s2) en t=
+3?a=v/tPara: t=+3a= (2, 5,0)/3 = (2/3,5/3,0)La magnitud de la
aceleracin = ||a||||a||=1/34.- Una partcula se mueve a lo largo del
eje z y sus posicin est dada por:
(a)En que tiempo, la particula se detiene?Velocidad
inst.==2t-2Aceleracin inst.= =2 m/T=0 z=-3 v=-1 m/s 0,5 s V=0, el
cuerpo se detiene en t=0,5 sT=1 z=-4 v=+1m/s (b) Hacer un grfico de
z versus tiempo, cubriendo el tiempo t=-2, hasta t=+4 segundos
5- Una partcula se mueve a lo largo de una lnea recta, sobre el
eje x. En el tiempo t = 0, su posicin es x = 0. La velocidad v, de
el objeto cambia como una funcin del tiempo t, como se indica en la
figura 3; t esta en segundos, v en m/s y x en metros. (a)Cunto vale
x en t = 1 segundo?t (0 1) (velocidad constante)v = 3 m/sx = (1
s)(+3 m/s)= +3 m(b)Cunto vale la aceleracin (en m/s2) en t = 2
segundos?t (1 - 3)(aceleracin constante)a = = = -3 m/s2La
aceleracin en cada punto es la misma dado que es constante.(c)Cunto
vale x en t = 3?De t(0 - 1)d = +3 mDe t(1 - 3)d = (-3+3/2)2 =
+0Entonces de t(0-3)X = +3 +0 = +3 m(d)Cul es la velocidad promedio
(en m/s) entre t = 0 y t = 3 segundos? = = = +1 m/s(e)Cul es la
rapidez promedio (en m/s) entre t = 0 y t = 3 segundos?Vp = = = 1
m/s
(f)Hacer un grafico de x versus tiempo entre t = 0 y t = 3
segundos. Indicar claramente en su grafico en t = 1, 2, 3 segundos,
cual es exactamente la posicin x de la partcula.
6. Dos personas se encuentran en el mismo punto (origen O), y
caminan alrededor del cuadrado en direcciones, con rapidez
constante. El cuadrado mide 30m x 30m.La rapidez de A y B es 2 m/s
y 1m/s respectivamente.1. Encontrar las coordenadas del punto donde
A y B se encuentran por primera vez.
Tiempo de encuentro = TeTe = D/V1+ V2Te = 120m/1m/s + 2m/sTe =40
sLas coordenadas de la posicin de encuentro = (10,30)
1. Encontrar la distancia entre el origen y el punto donde A y B
se encuentran.
Distancia= Distancia= 101. Encontrar la velocidad promedio Va de
A, y la velocidad promedio de Vb de B entre el origen y el punto
donde se encuentran por primera vez. Dar las velocidades Va y Vb o
sus magnitudes y direcciones.Va=80m/40s = 2 m/s.Vb=40m/40s = 1
m/s.