PRACTICA N° 5
MOVIMIENTO RECTILINEO
DIMAS ARLEYS ESCORCIA PEREZ - 1180373 BRAYAN FERNANDO ROLON G. - 1180367
CAMILO ANDRES CASTILLEJO - 1180385
JOSE FRANCISCO NIETO CONTRERAS Prof. Física Mecánica
UIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FISICA MECANICA
CUCUTA 04-10-2010 2. RESUMEN
La posición de un objeto es la separación entre él y un punto de referencia, y la rapidez con que cambia de posición el objeto con respecto al tiempo se llama velocidad. Si la velocidad es constante en este trayecto el movimiento es uniforme, pero si la velocidad cambia con el tiempo, el movimiento es acelerado. La velocidad en cualquier instante se llama velocidad instantánea y si el movimiento tiene aceleración constante se denomina movimiento uniformemente acelerado.
3. INTRODUCCION Y OBJETIVOS
INTRODUCCION
Por medio de este laboratorio se quiere dar a conocer que es y cómo se obtiene el movimiento rectilíneo uniformemente variado y la velocidad instantánea, que algunos ejercicios que realizaremos en el laboratorio.
Para ello utilizaremos algunos instrumentos como lo son, dos termómetros para tomar el tiempo dos veces a la misma vez, una esfera de metal. Un riel con una inclinación, y una regla, la cual nos va a permitir medir la distancia que corre la esfera sobre el riel.
OBJETIVOS
Analizar una aproximación al concepto de velocidad instantánea
Describir un movimiento rectilíneo uniformemente variado
4. MARCO TEORICO
VELOCIDAD INSTANTANEA
Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria, cuando el lapso de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria.
En forma vectorial, la velocidad es la derivada del vector de posición respecto del tiempo:
donde es un versor (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoria de cuerpo en cuestión y es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio recorrido y posición coinciden.
MOVIMIENTO RECTILINE UNIFORME VARIADO
El Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, también conocido como Movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) o Movimiento Unidimensional con Aceleración Constante, es aquél en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante. Esto implica que para cualquier instante de tiempo, la aceleración del móvil tiene el mismo valor. Un caso de este tipo de movimiento es el de caída libre, en el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la de la gravedad.
También puede definirse el movimiento MRUV como el seguido por una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.
EJEMPLOS DE GRÁFICAS:
5. DATOS OBTENIDOS
TABLA No. I Datos para calcular velocidad instantánea
x1 (m) 0.15 0.15 0.15 0.15
x2 (m) 1.50 1.00 0.50 0.25
Δx 1.35 0.85 0.35 0.1
t1 (s) 0.50 0.50 0.50 0.50
t2 (s) 2.29 1.73 1.19 0.85
Δt 1.79 1.23 0.69 0.35
v=Δx/ Δt 0.75 0.69 0.51 0.29
TABLA No. II Datos para analizar el M.R.U.V.
x (cm) 0 10 50 90 150
t (s) 0 1 1.79 2.48 4.08
T² (s2) 0 1 3.20 6.15 16.6 4 A (cm/s2) 0 10 15.6
2 14.6
3 9.01
V (cm/s) 0 10 27.9
3
36.2 9
36.7 6
TABLA No. III Datos para analizar el movimiento desacelerado (h)
Lanzamiento Distancia X
Tiempo t
Aceleración a
Primero 117cm 2.16s 50.1cm/s2
Segundo 84cm 1.86s 48cm/s2
6. ANALISIS Y RESULTADOS 6.1.Velocidad Instantánea
6.1.1 Complete los datos de la tabla 1
6.1.2. Porque debe ser constante el valor de t1 para todos los eventos?
Rta: /Porque la distancia X1 es la misma para todos los eventos por consiguiente el tiempo es constante y es igual ati = 0.50 seg.
6.1.3 como son los intervalos de tiempo a medida que la segunda marca se acerca a la primera.
t = tf - ti
t1 = 2.29seg – 0.50seg = 1.79seg t2 = 1.73seg – 0.50seg = 1.23seg t3 = 1.19seg – 0.50seg = 0.69seg t4 = 0.85seg – 0.50seg = 0.35seg
6.1.4 ¿En qué unidades se expresa la velocidad media? ¿Es igual la velocidad media para todos los intervalos?
Rta/ La velocidad media se expresa en cm/s y no es la misma para todos los intervalos.
6.1.5 ¿Cuál de los valores de la velocidad media se puede seleccionar como la velocidad en el instante t1 ? ¿Cuál será el valor más aproximado para la velocidad instantánea en el tiempo t1 ?
Rta: /La velocidad instantánea es 0.56cm/seg. El valor másaproximado a la velocidad instantánea es la del tercer intervalo (evento) y es de 0.51cm/seg.
6.1.6 Explique un procedimiento para encontrar la velocidad instantánea de la esfera en cualquier punto del riel.
Rta: / Tomaríamos la distancia desde donde se va a lanzar la esfera hasta un punto indicado. Se lanza la esfera y se toma el tiempo, luego con la siguiente ecuación se toma la velocidad instantánea (destancia/tiempo).
6.1.7Escriba su concepto acerca de la velocidad instantánea
RTA: / Es aquella velocidad que se toma en un desplazamiento cuando la distancia es muy corta (es la velocidad en un intervalo de tiempo)
6.2 Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado Completar los datos de la tabla II.
6.2.1. Con los datos de la tabla II elabore una gráfica de la posición en función del tiempo (x vs t). Explique el tipo de grafica obtenido y la relación entre la posición y el tiempo. ¿Qué tipo de movimiento tiene la esfera en el riel?
Obtenga mediante interpolación la posición de la esfera en el instante t = 1,5s.
¿Qué suposiciones deben hacerse para extrapolar lo datos de la tabla II?
Rta/. Grafica 1.
La grafica es una curva de tipo parabólico.
La distancia es directamente proporcional al t. La esfera en el riel tiene un movimiento uniformemente acelerado.
La posición del móvil cuando el tiempo es 1.5seg es 41cm
6.2.2. Con los datos de la tabla II elabore una gráfica de la posición vs. Tiempo al cuadrado. ¿Qué tipo de grafica obtuvo? Encuentre la pendiente.
Rta/. Grafica 2.
La grafica corresponde a una recta.
m = X2 – X1= 150-0/16.64-0 = 9.01 t2 – t1
Por consiguiente la pendiente de esta recta es la aceleración que es igual a 9.01cm/s2.
6.2.3.¿Qué interpretación física tiene está pendiente? ¿Cuál es la ecuación experimental que relaciona la posición con el tiempo?
Rta/. La interpretación física que tiene la prendiente es que posee el mismo valor de la aceleración.
m = X2 – X1 el t esta al cuadrado t2 – t1
X = a, entonces X = a*t2 t2
6.2.4. Con el valor de la aceleración encontrada y usando la expresión:
V=Vo±at complete la tabla II y elabore una gráfica de velocidad en función del tiempo. ¿Qué relación existe entre la velocidad y el tiempo? ¿Cuál es la pendiente?
Rta/. Grafica 3.
La pendiente de la grafica corresponde a la aceleración.
m = V2 – V1 = 36.76-0/4.08-0 = 9.01 cm/s2 t2 – t1
Larelación que existe es que la velocidad es directamente proporcional al tiempo
6.2.5. Complete la tabla III calculando la aceleración de la esfera mediante la ecuación x = Vot ± at²/2. Qué criterio es necesario utilizar para calcular la aceleración?¿Cómo se puede determinar la aceleración de la gravedad?
Rta/. El criterio necesario a utilizar es sus unidades, ya que como todos sabemos lleva la unidad de distancia sobre los segundos al cuadrado (ej.
Cm/s2)
La aceleración de la gravedad se puede hallar con ayuda de las fórmulas de caída libre como puede ser:
Y= Vot– gt²/2. Es decir: Vot = 0 entonces 2y/t2 = -g (la gravedad es negativa)
6.2.6. ¿Es posible que un cuerpo este en moviendo y que su aceleración sea nula? ¿Por qué?
Rta/. Sí, porque si lleva una velocidad constante, su aceleración es nula.
6.2.7. ¿Es posible que un móvil disminuya la aceleración y simultáneamente aumente la velocidad? ¿Por qué?
Rta/. No, porque el móvil estaría desacelerando y su velocidad empezaría a bajar.
6.2.8. Si la velocidad promedio es diferente de cero para cierto intervalo de tiempo ¿Esto quiere decir que la velocidad instantánea nunca es cero durante este intervalo? Explique
Rta/. Eso quiere decir que en ese intervalo de tiempo el movimiento es uniforme, porque la velocidad promedio se toma como velocidad constante, eso quiere decir que en los movimientos uniformes no se toma velocidad instantánea.
7. CONCLUSIONES
La velocidadinstantánea se define como la distancia sobre un intervalo de tiempo.
Cuando un movimiento tiene aceleración constante se denomina movimiento uniformemente acelerado.
Cuando la velocidad es constante en ese trayecto el movimiento es uniforme, pero si la velocidad cambia con el tiempo, el movimiento es acelerado.
La posición de un objeto es la separación entre el y un punto de referencia, y la rapidez con que cambia de posición el objeto con respecto al tiempo se llama velocidad.
8. BIBLIOGRAFIA
Guías Física 1 (Mecánica)
http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil
%C3%ADneo_uniformemente_acelerado
http://www.monografias.com/trabajos71/velocidad-aceleracion-
movimiento-rectilineo/velocidad-aceleracion-movimiento-rectilineo.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad
