Laboratorio 6 - Movimiento Rectilíneo Uniforme

NOTA:

DEPARTAMENTO DE FISICA FISICA I GESTION 2020-SEMESTRE N°1

PRACTICA DE LABORATORIO Nº6

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

MATERIA: LABORATORIO DE FISICA DOCENTE: UNIVERSITARIO(A) :

HORARIO: GRUPO Nº: FECHA DE REALIZACION: FECHA DE ENTREGA:

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1. Objetivos • • • • •

Verificar la ecuación de movimiento rectilíneo uniforme Verificar la ecuación de movimiento rectilíneo uniformemente acelerado Determinación de la velocidad final para movimiento uniforme acelerado Determinación de la aceleración para movimiento acelerado Cálculo de la propagación de errores en la obtención de la velocidad y aceleración

2. Fundamento Teórico El estudio de la cinemática te permite aplicarla a tu entorno ya que el vuelo de un insecto, los juegos mecánicos de la feria, el futbolista que patea la pelota, el salir de tu casa y caminar a la escuela, realizas y observas los diferentes tipos de movimiento en este apartado solo se ve el Movimiento rectilíneo y fórmulas para que puedas calcular velocidades y aceleraciones.

La Cinemática es una parte de la Mecánica, que estudia el movimiento sin tener en cuenta las causas que lo producen. Decimos que un cuerpo está en movimiento cuando cambia su posición en el espacio con respecto a un determinado SISTEMA DE REFERENCIA, que normalmente se considera fijo, y decimos que está en reposo si su posición respecto a dicho sistema de referencia no cambia. ¿Qué es un sistema de referencia? realmente siempre que realizamos cualquier medida la hacemos respecto a algo y decimos por ejemplo "desde donde yo estoy hasta la puerta hay 2 m" al decir esto nos estamos tomando a nosotros mismos como referencia.

Entonces el reposo y el movimiento son conceptos relativos ya que dependen del sistema de referencia que tomemos, así una casa se encuentra en reposo respecto a nosotros y respecto a la Tierra que está en movimiento en torno al Sol, pero respecto al Sol estaría en movimiento junto con la Tierra y si vemos esta casa desde un tren en marcha parece que se mueve respecto a nosotros.

Trayectoria La trayectoria es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, la trayectoria puede ser recta o curva. Por ello, dividimos los movimientos en dos grandes grupos según sea su trayectoria.

Se denomina Trayectoria al camino seguido por el móvil en su movimiento. El espacio (S) que recorre un cuerpo en su movimiento se define como la longitud de la trayectoria recorrida. Se mide en metros.

Desplazamiento Se llama desplazamiento a la distancia que existe entre la posición final e inicial de un movimiento o de una parte del movimiento.

Un desplazamiento siempre se presenta sobre una línea recta, que quiere decir que tiene una dirección que coincide sobre esa línea recta.

Velocidad La velocidad en una magnitud física que expresa la relación entre el espacio recorrido por un objeto, el tiempo empleado para ello y su dirección. Debido a que la velocidad también considera la dirección en que se produce el desplazamiento de un objeto, es considerada una magnitud de carácter vectorial.

La velocidad es la magnitud física que estudia la variación de la posición de un cuerpo en función del tiempo respecto a un determinado sistema de referencia. Sus unidades por tanto son: m/s cm/s o Km / h etc... Supongamos que cierto punto P se traslada en un intervalo de tiempo D t desde el punto 1 hasta el punto 2, caracterizados por los vectores de posición r1 y r2: Se define velocidad media como el cambio de posición de un cuerpo en un intervalo de tiempo: En ocasiones también se puede calcular la velocidad media respecto de la trayectoria S entre dos posiciones inicial y final (es decir también en un intervalo) es lo que en algunos libros se llama celeridad o rapidez aunque es preferible llamarlo velocidad media respecto de la trayectoria.

Rapidez: espacio recorrido por intervalo de tiempo.

Clasificación de los movimientos • •

Según la trayectoria: Rectilíneos Curvilíneos Según la velocidad: Uniformes Variados

Movimiento rectilíneo uniforme El movimiento rectilíneo uniforme se designa frecuentemente con el acrónimo MRU, aunque en algunos países es MRC, por el movimiento rectilíneo constante.

Es aquel con velocidad constante y cuya trayectoria es una línea recta, Un. Ejemplo claro con las puertas correderas de un ascensor, generalmente se abren y cierran en línea recta y siempre a la misma velocidad.

Esto implica que el espacio recorrido es igual que el desplazamiento, en tiempos iguales se recorren distancias iguales, la rapidez o celeridad es siempre constante y coincide con el módulo de la velocidad.

Un movimiento rectilíneo uniforme es aquél cuya velocidad es constante, por tanto, su aceleración es cero. La posición x del móvil en el instante t lo podemos calcular integrando t x V   = (1) lo que lleva (1.a) o gráficamente, en la representación de v en función de t. Habitualmente, el instante inicial t0 y la distancia xo se toma como cero, por lo que las ecuaciones del movimiento uniforme resultan t x V = (2) La trayectoria es recta, y la velocidad no cambia en ningún momento de dirección Al ser la trayectoria rectilínea el desplazamiento y la trayectoria coinciden. Es posible sacar la ecuación del movimiento a partir de área bajo la gráfica velocidad - tiempo: área = V * t

3. Materiales • • • • • •

Carril aerodeslizador Banco de cojín neumático Manguera de presión Cronometro Regla graduada Nivel de burbuja

4. Croquis

5. Procedimiento Movimiento rectilíneo Uniforme • • • • • • • •

Para esta práctica el carril debe estar completamente horizontal, para lo cual debe nivelarse con la ayuda de los apoyos y el nivel de burbuja.

Una vez armado el equipo como se muestra en la figura Nº3, se divide el carril en 5 secciones iguales.

Colocar el cronometro en Cero Colocar el móvil al lado izquierdo pegado al resorte impulsor Se comprime el resorte hasta el fondo y se suelta de golpe (el móvil comienza a moverse).

Leer el tiempo en el cronometro (puede leer hasta centésima de segundo) Repetir el mismo procedimiento las 3 veces ( repitiendo los pasos desde III) Elegir el mejor grupo de datos viendo cuál de ellos tiene menor dispersión.

6. Datos de la practica

Tabla 1 N

Distancia d(cm)

1 2 3 4 5

0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Tabla 2 Tiempo (s) đ?’•đ?&#x;?

0.48 0.93 1.31 1.51 1.91

N

Distancia d(m)

1 2 3 4 5

0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

7. Cålculos •

RealizaciĂłn del grafico d - t

Tabla 3 Tiempo (s) đ?’•đ?&#x;?

0.43 0.83 1.14 1.47 1.75

N

Distancia d(m)

1 2 3 4 5

0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Tiempo (s) đ?’•đ?&#x;?

0.51 0.93 1.37 1.53 1.89

•

DeterminaciĂłn de la velocidad de cada tramo

•

N

Distancia (m)

1 2 3 4 5

0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Tiempo (s) đ?’•đ?&#x;?

0.48 0.93 1.31 1.51 1.91

Velocidad (m/s) 0.625 0.645 0.687 0.794 0.785

DeterminaciĂłn de la velocidad media

N 1 2 3 4 5

Distancia d(cm) 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Tiempo t(s) 0.48 0.93 1.31 1.51 1.91

đ?’…đ?&#x;? (đ?’„đ?’Žđ?&#x;? ) 0.09 0.36 0.81 1.44 2.25

đ?’•đ?&#x;? (đ?’”đ?&#x;? ) 0.230 0.864 1.716 2.280 3.648

4.5

6.14

4.95

8.738

Ě… đ?’… 0.9

đ?’•Ě… 1.228

đ?’Š=đ?&#x;“

∑ đ?’Š=đ?&#x;?

Media

đ?‘‰Ě… = đ??¸đ?‘Ł = đ?‘‰Ě… ∗ (

đ?‘‘Ě… 0.9 = = 0.236 Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě…Ě… đ?‘ĄĚ… 1.228

đ??¸đ?‘Ą đ??¸đ?‘‘ 0.01 0.1 ) = 0.236 ∗ ( ) = 0.028 + + Ě… đ?’•Ě… 1.228 0.9 đ?’… đ?‘‰đ?‘Ł = đ?‘‰Ě… Âą đ??¸đ?‘Ł = 0.236 Âą 0.028

đ??¸đ?‘?(%) = (

đ??¸đ?‘Ł 0.028 ) ∗ 100 = ( ) ∗ 100 = 11.864 0.236 đ?‘‰Ě…

8. Resultados đ?‘‰đ?‘Ł = đ?‘‰Ě… Âą đ??¸đ?‘Ł = 0.236 Âą 0.028 đ??¸đ?‘?(%) = 11.864 9. Conclusiones En esta prĂĄctica de movimiento rectilĂ­neo uniforme se pudo cumplir con algunos objetivos mencionados anteriormente, pudimos obtener los resultados satisfactoriamente y terminamos con un error porcentual relativamente bajo por lo que puedo decir que se concluyo la practica exitosamente.

10. Cuestionario •

ÂżEn quĂŠ condiciones la velocidad media es igual que la velocidad instantĂĄnea?

Las dos velocidades son constantemente iguales en el movimiento rectilĂ­neo uniforme.

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ÂżBajo quĂŠ condiciones la velocidad de un cuerpo se considera constante?

La Velocidad de un cuerpo, es constante Cuando este se mueve a una razĂłn constante de velocidad tiempo, es decir, siempre recorre la misma cantidad de longitud en lapsos de tiempos iguales, ademĂĄs las fuerzas que actĂşan sobre el estĂĄn en equilibrio por lo que no se producen aceleraciones en ningĂşn momento de su recorrido.

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ÂżQuĂŠ es trayectoria?

La trayectoria es el conjunto de puntos que sigue un cuerpo en movimiento, la trayectoria puede ser recta o curva. Por ello, dividimos los movimientos en dos grandes grupos según sea su trayectoria.

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Dar 3 ejemplos de elementos que se encuentran en la naturaleza que se muevan con velocidad constante * La velocidad del sonido en medio homogéneo. * El movimiento de la luz, también en medio homogéneo. * El movimiento de una gota de agua al final de su caída en un día sin viento.

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El desplazamiento de una persona en un viaje puede ser cero, aunque la distancia recorrida durante el viaje sea mayor que cero, Explique Si es posible, ya que, si me voy de un punto A, a un punto B y después regreso al mismo punto, mi desplazamiento es cero, pero el recorrido es mayor de cero

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Indique la clasificación del movimiento según su trayectoria y según su velocidad Según la trayectoria: Rectilíneos Curvilíneos Según la velocidad: Uniformes Variados

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La línea que dibuja un móvil en su movimiento se llama a) Línea del movimiento b) Trayectoria .c) Camino recorrido La respuesta es la B

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Puede un móvil en reposo con respecto al laboratorio de física, estar en movimiento, ¿cuándo y por qué?

Si, ya que l formula EF=m*a, es decir se le puede aplicar una fuerza y e objeto se puede mover, con aceleración, o sin aceleración, es decir, con velocidad constante, y en este caso el sumatorio de fuerzas (EF) es = a 0

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Qué diferencia existe entre trayectoria y desplazamiento La diferencia entre el desplazamiento y trayectoria entonces será que el desplazamiento es el movimiento de una partícula del punto A al B y la trayectoria es la ruta que describe ese desplazamiento de A, a B

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Qué diferencia existe entre velocidad instantánea y velocidad media La velocidad media es el desplazamiento dividido por el tiempo empleado, en cambio, la velocidad instantánea es el límite de la velocidad media entre un intervalo de tiempo muy pequeño.

Por ejemplo: si la velocidad instantánea no varía de un instante a otro será igual a la velocidad media.

La velocidad instantánea está dentro de la velocidad media, es como si se calculase la media de estas velocidades instantáneas, el resultado será la velocidad media.

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Que mide el velocímetro de un automóvil, la velocidad o la magnitud de la velocidad La velocidad ya que el cómo un termómetro, así como mide la temperatura

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¿Que representa el área bajo la curva en la gráfica V vs. t?

Representa el espacio recorrido por un móvil. La velocidad está representada en el eje y, el tiempo en el eje x.

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Un estudiante de ingeniería viene caminando a la universidad siguiendo una misma ruta todas las mañanas. A veces, sale atrasado de su casa, entonces para poder llegar a tiempo a la universidad el estudiante toma un atajo que por cierto es muy peligroso. Razonar si el estudiante realiza un mayor desplazamiento: Cuando toma la ruta normal o cuando toma el atajo peligroso.

Realiza mayor desplazamiento cuando toma la ruta normal y que el otro atajo ya que siento peligroso es más corto tiene menos desplazamiento

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Bajo qué condiciones es válida la ecuación V=d/t Siempre que se trate de un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) con velocidad constante.

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Es posible obtener velocidades contantes en el laboratorio, si es posible indique como y si no indique por qué no Depende mucho de los instrumentos y equipo que usen por ejemplo si los experimentos los hacen al vacío es posible que si. pero son equipos muy costosos en mi universidad se usa un Ariel de aire para eliminar la fricción y una horquilla de hule pero aun así al tomar datos y cálculos nos damos cuenta que la velocidad casi es constante pero difieren mucho los s valores experimentales de la teóricos. difieren porque el clima y la resistencia del aire influye.

11.Bibliografias Desplazamiento - Fisica y Química 4º. (2020). Retrieved 5 August 2020, from http://eso4fyq.cellavinaria.org/temas/los-movimientos/posicin/desplazamiento Trayectoria - Fisica y Química 4º. (2020). Retrieved 5 August 2020, from http://eso4fyq.cellavinaria.org/temas/los-movimientos/posicin/trayectoria

Hidalgo, U. (2020). CINEMATICA. Retrieved 5 August 2020, from https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa2/n2/m5.html Movimiento rectilĂ­neo uniforme. (2020). Retrieved 5 August 2020, from https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniforme Movimiento RectilĂ­neo Uniforme (M.R.U.). (2020). Retrieved 5 August 2020, from https://www.fisicalab.com/apartado/mru Significado de Velocidad. (2020). Retrieved 5 August 2020, from https://www.significados.com/velocidad/#:~:text=La%20velocidad%20es%20una%20magnitud,p ara%20ello%20y%20su%20direcci%C3%B3n.&text=As%C3%AD%2C%20ide%C3%B3%20el% 20concepto%20de,recorrida%20por%20unidad%20de%20tiempo.