MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO
LABORATORIO DE FISICA I
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INTEGRANTES NOMBRE CODIGO Jacqueline Eickhoff 91310859 Wilfran González 252311338 Ángel Álvarez 91310787 González Jorge Ríos 141312186 Carlos Moreno GRUPO: AN DOCENTE : ALVARO PEREZ
UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE FACULTAD DE INGENIERIA DPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS LABORATORIO DE FISICA BARRANQUILLA 2013-04-18
TABLA DE CONTENIDO 1. Introducción 2. Marco teórico 3. Objetivos 4. Descripción de la experiencia 5. Materiales 6. Cálculos 7. Tabla de resultados 8. Observaciones 9. Conclusiones 10.Respuesta a evaluación 1
1. INTRODUCCION Si un cuerpo se mueve sobre una línea recta con cierta velocidad, decimos que este movimiento se hace en una dimensión, y si su velocidad cambia conforme se efectúa esta actividad el cuerpo esta acelerado, es decir la aceleración de un cuerpo es la rapidez con que este cambia su velocidad con el tiempo, pero si el cambio de velocidad al dividirlo entre el intervalo de tiempo permanece constante entonces la aceleración seria constante y estaríamos hablando de un movimiento uniformemente acelerado, para esta experiencia se realizara un montaje donde un carrito será arrastrado por una fuerza, en el cual se toma el tiempo (todo de manera automática a través del software Cassylab),para observar con que velocidad hace el recorrido y poder calcular la aceleración.
2. MARCO TEORICO •
MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO (M.U.A) El movimiento uniformemente acelerado es un movimiento en el cual un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta, variando su velocidad contantemente al transcurrir el tiempo, mientras que su aceleración permanece constante. Un ejemplo de este tipo de movimiento es la caída libre donde la aceleración constante que interviene es la de la gravedad, la posición del móvil varía de acuerdo a una relación al cuadrado del tiempo.
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TRAYECTORIA La trayectoria de un móvil es el camino que describe durante su movimiento, Dependiendo del tipo de trayectoria, el movimiento puede ser rectilíneo o curvilíneo: · Rectilíneo: se dice que es rectilíneo cuando la trayectoria es una línea recta. · Curvilíneo: se dice que es curvilíneo cuando la trayectoria es una curva
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VELOCIDAD MEDIA E INSTANTANEA La velocidad media es la velocidad en un intervalo dado. Se puede obtener dividiendo el desplazamiento por el tiempo transcurrido. Siempre es independiente de la trayectoria, puede ser negativa, positivo o cero, de acuerdo al signo o valor del desplazamiento. La velocidad instantánea es la velocidad de un móvil en un instante determinado. Esta puede ser positiva (negativa) si la partícula se mueve en dirección positiva (negativa) del eje x, o cero, en este caso se dice que la partícula está en reposo.
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ACELERACION Cuando la velocidad de un móvil no permanece constante, sino que varia, decimos que sufre una aceleración. Por definición, la aceleración es la variación de la velocidad de un móvil con respecto al tiempo. La ecuación para calcular la aceleración cuando el móvil parte del reposo es: (a = v/t) y cuando no parte del reposo es: (a = vf – vi/t). Donde: a = aceleración de un móvil en m/s2 , cm/s2 vf = velocidad final del móvil en m/s, cm/s
vi = velocidad inicial del móvil en m/s, cm/s t= tiempo en que se produce el cambio de velocidad en seg. •
ACELERACION MEDIA E INSTANTANEA Se define la aceleración media como el cambio de velocidad de un cuerpo dividido entre el tiempo en el cual ocurre ese cambio, en grandes intervalos de tiempo La aceleración instantánea se define como el cambio de velocidad medido en intervalos de tiempo muy pequeños. Estos intervalos de tiempo son tan pequeños que son casi igual a cero.
3. OBJETIVOS. •
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Medir la velocidad y aceleración instantánea en diferentes puntos del recorrido del carrito experimental utilizando un sensor infrarrojo ubicado sobre el carril y un imán de retención. Interpretar la grafica de S vs. t; Interpretar la grafica de Vm vs. t; Interpretar la grafica de Vi vs. tEA1; Interpretar la grafica de a vs. t
4. DESCRIPCIÓN DE LA EXPERIENCIA Se realiza un montaje según las 2 imágenes siguientes:
Siguiendo las indicaciones de nuestro docente procedimos a ejecutar el software Cassylab y luego empezamos a ingresar los parámetros y formulas necesarias para poder calcular los datos necesarios en esta experiencia. Luego medimos los tiempos t que emplea el carrito al deslizarse sobre el carril, que se encuentra inclinado para causar el efecto de aceleración constante (Para complementar esto se coloca una masa constante también), para recorrer
diferentes Distancias S entre un imán de retención y una barrera luminosa, con aceleración constante. Aceleramos el carrito, mediante una cuerda que pasa por una polea situada en el extremo derecho de la regla a la cual le colocamos en su extremo una pesa. El recorrido lo fijamos en una regla que está ubicada directamente en el carril. Aquí se puede determinar la velocidad media del carrito. También se puede determinar el tiempo de oscurecimiento de la barrera luminosa, debido a que la barrera luminosa es interrumpida por la banda que lleva carrito. Todos estos datos son tomados de manera automática a través del software anteriormente mencionado. Lo único que hacemos manual es el cambio de la distancia que recorre el carrito. En esta práctica, el carrito se sitúa en el origen y la fuerza (Causada por la pesa colocada en el extremo de la cuerda) que se ejerce sobre el carrito actúa durante todo su recorrido. El movimiento es uniformemente acelerado. El resto de la práctica es semejante a la anterior. Solo variamos las distancias aumentándolas en cada ocasión (8)
5. EQUIPOS Y MATERIALES: • • • • • • • • • • • • • • •
Sensor CASSY Cassy lab Unidad timer Carril Carrito para el carril Porta pesas Pesas ranuradas 4 Imán de retención Barrera luminosa multiuso Soporte de rueda de radios Ruedas de radio multiuso Sedal Cable de conexión Par de cables rojo y azul PC Windows
6. CALCULOS. Parámetros y Constantes
Ancho de la bandera: es una constante (&DS); ∆S valor 0.005 m Distancia: es un parámetro (S), incluya los valores que le indique su docente, se sugiere
0,1; 0.2; 0,3; 0.4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1.0 m. Tener en cuenta que la distancia es desde la bandera hasta donde ésta corta la señal luminosa en el sensor
Velocidad media: es una formula (S/t)
Velocidad instantánea: es una formula ((&DS)/t EA1)
7. TABLA DE RESULTADOS Y GRAFICAS
Distancia Vs Tiempo Tiempo
t/s
S/m
0.5185
0.1
0.7135
0.2
0.9237
0.3
1.0500
0.4
1.1774
0.5
1.3387
0.6
1.4223
0.7
1.5532
0.8
1.6333
0.9
Velocidad media Vs
Aceleración Vs Tiempo
t²/s²
S /m
0.269
0.1
0.509
0.2
0.853
0.3
1.103
0.4
1.386
0.5
1.792
0.6
2.023
0.7
2.412
0.8
2.668
0.9
t/s
Vm (m/s)
0.5185
0.193
0.7135
0.280
0.9237
0.325
1.0500
0.381
1.1774
0.425
1.3387
0.448
1.4223
0.492
1.5532
0.515
1.6333
0.551
Grafica de Distancia Vs Tiempo (S vs T)
Grafica de Velocidad Vs Tiempo (Vm vs T)
Grafica Aceleración Vs Tiempo (S vs t ²)
8. OBSERVACIONES Lo que Observamos fue que teníamos un carrito sobre un carril y que al momento de medir los datos cuando colocamos el peso (que en este caso siempre fue el mismo y hace las veces de fuerza) los datos obtenidos nos indican que en un MUA la velocidad media aumenta a medida que aumenta la distancia (Obtenida en cada dato tomado), la aceleración es constante y la velocidad es directamente proporcional a la distancia, a mayor distancia mayor velocidad.
9. CONCLUSIONES De la experiencia anterior podemos concluir que para que un cuerpo se encuentre con movimiento uniformemente acelerado la fuerza que se le Imprima al cuerpo debe ser constante, la aceleración es constante y la velocidad es directamente proporcional a la distancia, a mayor distancia mayor velocidad.
10 Evaluación 10.1 Anexe la tabla de datos que obtuvo en la experiencia al informe que va a presentar Esta se encuentran en el punto 7, junto con las graficas.
10.2 ¿Que observaciones puede hacerle a los valores obtenidos en su tabla de datos? Como se observa en la tabla Distancia contra Tiempo, al aumentar el tiempo, la distancia aumenta proporcionalmente y al mantenerse la misma aceleración (Ya que en este movimiento siempre es constante), la velocidad media tiende a aumentar a medida que se aumenta la distancia.
10.3 ¿Cómo interpretaría usted la grafica de S vs T? La relación que existe entre el espacio recorrido y el tiempo es que son directamente proporcionales puesto que a medida que aumentamos el espacio aumenta el tiempo.
10.4 ¿Cómo interpretaría usted la grafica de Vm vs T? Como podemos observar en la grafica, la velocidad media se calculo en los 9 momentos diferentes y siempre se fue incrementando a medida que aumenta la distancia, por lo que podemos concluir que en este tipo de movimiento la velocidad media calculada es directamente proporcional a la distancia recorrida.
10.5 ¿Cuáles son sus conclusiones finales con respecto al tema tratado en esta experiencia? En un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) la velocidad varía proporcionalmente al tiempo, por lo que la representación gráfica v-t (velocidad en función del tiempo) es una recta ascendente. La aceleración es constante, por lo que la gráfica a-t (aceleración en función del tiempo) es una recta paralela al eje del tiempo, por encima de esta (la fuerza responsable de la aceleración es constante).
REFENCIAS BIBLIOGRAFICAS ing. Martínez Iglesias Eduardo,……… MANUAL DE LABORATORIO DE Ing. Villamil Agamez Harold. FISICA I, FISICA MECANICA. Universidad Autónoma del Caribe. www.wikipedia.com................................
