el movimiento uniforme de una burbuja de aire en el Tubo de Nicola. 1.2. Estudiar el movimiento rectilíneo uniformemente variado de una rueda de Maxwell.
2. MATERIALES:
Rueda de Maxwell Tubo de Nicola Regla métrica Cronómetro Soporte universal
3. FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEÓRICO: 3.1. Movimiento Rectilíneo Uniforme: MRU Es el movimiento en la que la velocidad del móvil permanece constante. Para un móvil cuyo movimiento rectilíneo esté dado en el eje X, la ecuación del movimiento está dado por:
= + Representación gráfica
Donde:
=
Velocidad Media
∆ ∆
La velocidad media de un objeto, se define como el cociente del desplazamiento y el intervalo de tiempo transcurrido
⃗ =
Velocidad Instantánea
∆ ⃗ ∆
La velocidad instantánea en un tiempo dado, se define como el valor límite al que tiende la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero. Física-I
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∆ ⃗ ∆→0 ∆
⃗= lim ⃗ = lim ∆→0
A esta expresión se le conoce también como la derivada de la posición con respecto al tiempo; es decir, la velocidad instantánea está dada por:
⃗=
⃗
3.2. Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV) La aceleración del móvil es constante y es paralela a su velocidad. La ecuación del movimiento es:
1 = 0 + 0 + 2 La gráfica de la posición versus tiempo para un movimiento rectilíneo uniformemente variado es de forma parabólica, tal como se muestra en la Figura 01:
Figura 01 La gráfica de la velocidad versus tiempo para un movimiento rectilíneo uniformemente variado es de forma lineal, tal como se muestra en la Figura 02, donde la pendiente de la recta corresponde a la aceleración de la partícula:
Figura 02 Donde el módulo de la aceleración es:
=
Física-I
∆ ∆
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4. PROCEDIMIENTOS: 4.1 ACTIVIDAD 01: Tubo de Nicola
Paso 01: Instale el tubo de Nicola en el soporte universal como se muestra en la Figura 03. Dar la inclinación apropiada para que la burbuja se mueva lentamente con aceleración constante.
Figura 03
Paso 02: Determine 10 intervalos de 10cm, a partir de un punto inicial “A” que no esté muy cerca del extremo inferior. Paso 03: En cada medida, ubique la burbuja en el extremo inferior del tubo. Luego tome el tiempo que tarda en recorrer la burbuja los intervalos establecidos. Repita la medida del tiempo en cada caso 5 veces. Ubique sus resultados en la Tabla 01. Tramo (cm)
∆ ̅
∆ ()
∆ 1
2
∆ ∆ ̅
3
Tabla 01: 4.2 ACTIVIDAD 03: R ueda
Física-I
de Maxwell
Paso 01: Instale el sistema mostrado en la Figura 04, utilizando los accesorios del soporte universal. Las dos varillas paralelas deben nivelarse de tal manera que la rueda no se desvíe a los costados. Procurar que la rueda rote sin resbalar, con tal fin darle la inclinación apropiada.
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Figura 04
Paso 02: Determine dos puntos A y B sobre la varilla. Divídase el tramo AB en 10 intervalos de 5cm.
Figura 05
Paso 03: En cada medida, soltar la rueda siempre desde el punto A. Tomar la medida de los tiempos que tarda en recorrer la rueda las distancias AA1, AA2, AA3, ….Repita para cada caso por lo menos cinco veces. Ubique sus resultados en la Tabla 02. Tramo
3 4 5 6 7 8 9 0
(cm)
∆ ̅
∆ ()
∆ 1
2
3
4
Tabla 02
5. CUESTIONARIO: 1. Complete la Tabla 01. Halle la velocidad media promedio. 2. De acuerdo de la Tabla 01, haga una gráfica de x con t. Intérprete el gráfico y caracterice el movimiento de la burbuja. Halle la velocidad de la burbuja, mediante el método de ajuste de rectas. Compare su resultado con el hallado en 1. 3. Haga una gráfica de x con t con los datos de la Tabla 02. De acuerdo a la gráfica determine y caracterice el movimiento de la rueda de Maxwell. Física-I
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA LABORATORIO DE FÍSICA-I 4. De acuerdo al método de ajuste de recta por los mínimos cuadrados, determine la aceleración de la rueda de Maxwell. 5. Explique la diferencia entre velocidad media e instantánea. 6. Explique la diferencia entre aceleración media e instantánea.
6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: 1. Anote sus conclusiones de cada experimento realizado. 2. Sugiera algunas recomendaciones.
7. REFERENCIA:
Física-I
Referencia los textos, revistas, páginas web que ha utilizado para ampliar sus conocimientos, según el formato APA.
