UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y SISTEMAS FÍSICA I – CB-302V
INFORME DE LABORATORIO Nº2 “CINEMÁTICA Y SEGUNDA LEY DE NEWTON” Integrnte!
CCAMSA CCAMSAY YA TARCO ARCO ANDERS ANDERS RICARDO RICARDO CERRON FABIÁN ALEX ANDY HUANUQUEÑO PINO JERSON
D%&ente' ELACIO TAFUR AN!UALDO C$&(%'
201"#1
FEC)A' MIERCOLES 26 DE ABRIL DEL 201"
C"#$g% 201602 20160220C 20C 20160133C 2016013 3C 20160259
OBJETIVOS: Experimento 1: _Determinar la velocidad instantánea de un cuerpo en movimiento rectilíneo a partir de la gráfica “Posición vs. Tiempo” _Determinar la aceleración instantánea de un cuerpo en movimiento rectilíneo a partir de la gráfica “Velocidad vs. Tiempo”
Experimento 2: _ Verificar experimentalmente la segunda ley de e!ton.
MATERIALES: Para am"os experimentos se van a necesitar los siguientes materiales# _$%ispero electrónico _ &uente del $%ispero _Ta"lero con superficie de vidrio y conexiones para aire comprimido _ Papel el'ctrico tama(o )* _ Papel "ond tama(o )* _ +n disco de ,- cm de diámetro _ +n nivel de "ur"ua _ Dos resortes _ +na regla de ,m graduada en milímetros
PROCEDIMIENTO: Experimento 1: ,. &iar los / resortes y el disco0 como se muestra en la guía. ) trav's del uso del nivel de "ur"ua y los tornillos en los "ordes del ta"lero trate de conseguir 1ue la superficie del vidrio 1uede completamente %ori2ontal. /. 3acer las conexiones el'ctricas como se ilustra en la guía. 4uego poner 5 la fuente pero a6n no el c%ispero. *. 7l estudiante )0 estirando el resorte0 mantendrá fio al disco en una posición aproximadamente intermedia entre el centro y una de las es1uinas del ta"lero. 7l estudiante 8 pone en “5” el interruptor del c%ispero y luego ) soltará el disco. 9. 8 tendrá 1ue apagar el c%ispero cuando el disco %aya completado una trayectoria como el 1ue se puede apreciar en la guía.
Experimento 2: :e reali2a el mismo procedimiento 1ue el 7xperimento , a excepción 1ue en este se procede al cali"rado de resortes. ,.
FUNDAMENTO TERICO:
DATOS E!PERIMENTALES: Experimento 1: $uadro de datos ;, t(cks)
x(t) cm
(x(t)-x(6)/t-6) cm/ck
(x(t)-x(10)/t-10) cm/ck
(x(t)-x(14)/t-14) cm/ck
0
10.3
0.691666667
1.589
2.042142857
1
13.35
0.22
1.426666667
1.964615385
2
10.5
0.9875
1.96125
2.365833333
3
10.9
1.183333333
2.184285714
2.544545455
4
11.6
1.425
2.431666667
2.729
5
12.75
1.7
2.688
2.904444444
6
14.45
2.935
3.055
7
16.75
2.3
3.146666667
3.162857143
8
19.62
2.585
3.285
3.211666667
9
22.8
2.783333333
3.39
3.218
10
26.19
2.935
11
29.6
3.03
3.41
3.096666667
12
32.85
3.066666667
3.33
3.02
13
36
3.078571429
3.27
2.89
14
38.89
3.055
3.175
15
41.4
2.994444444
3.042
2.51
16
43.5
2.905
2.885
2.305
17
45.15
2.790909091
2.708571429
2.086666667
18
46.1
2.6375
2.48875
1.8025
19
46.45
2.461538462
2.251111111
1.512
20
46.2
2.267857143
2.001
1.218333333
21
45.3
2.056666667
1.737272727
0.915714286
22
43.85
1.8375
1.471666667
0.62
23
41.93
1.616470588
1.210769231
0.337777778
24
39.55
1.394444444
0.954285714
0.066
25
36.9
1.181578947
0.714
-0.180909091
26
33.9
0.9725
0.481875
-0.415833333
27
30.9
0.783333333
0.277058824
-0.614615385
28
27.9
0.611363636
0.095
-0.785
29
24.81
0.450434783
-0.072631579
-0.938666667
30
21.75
0.304166667
-0.222
-1.07125
31
18.85
0.176
-0.34952381
-1.178823529
32
16.15
0.065384615
-0.456363636
-1.263333333
33
13.7
-0.027777778
-0.543043478
-1.325789474
34
11.7
-0.098214286
-0.60375
-1.3595
35
10.2
-0.146551724
-0.6396
-1.366190476
36
9.21
-0.174666667
-0.653076923
-1.349090909
37
8.7
-0.185483871
-0.647777778
-1.312608696
3.175
$uadro de datos ;/ t(cks)
y(t) cm
(y(t)-x(6)/t-6) cm/ck
(y(t)-x(10)/t-10) cm/ck
(y(t)-x(14)/t-14) cm/ck
0
6.89
1.735
1.966
1.743571429
1
7.55
1.95
2.111111111
1.826923077
2
8.65
2.1625
2.2375
1.8875
3
10.15
2.383333333
2.342857143
1.922727273
4
12.2
2.55
2.391666667
1.91
5
14.65
2.65
2.38
1.85
6
17.3
2.3125
1.75
7
19.9
2.6
2.216666667
1.628571429
8
22.32
2.51
2.115
1.496666667
9
24.7
2.466666667
1.85
1.32
10
26.55
2.3125
11
28.3
2.2
1.75
1
12
29.7
2.066666667
1.575
0.8
13
30.7
1.914285714
1.383333333
0.6
14
31.3
1.75
1.1875
15
31.5
1.577777778
0.99
0.2
16
31.2
1.39
0.775
-0.05
17
30.45
1.195454545
0.557142857
-0.283333333
18
29.35
1.004166667
0.35
-0.4875
19
27.89
0.814615385
0.148888889
-0.682
20
26.2
0.635714286
-0.035
-0.85
21
24.26
0.464
-0.208181818
-1.005714286
22
22.12
0.30125
-0.369166667
-1.1475
23
19.92
0.154117647
-0.51
-1.264444444
24
17.92
0.034444444
-0.616428571
-1.338
25
16
-0.068421053
-0.703333333
-1.390909091
26
14.4
-0.145
-0.759375
-1.408333333
27
13.15
-0.197619048
-0.788235294
-1.396153846
28
12.25
-0.229545455
-0.794444444
-1.360714286
29
11.9
-0.234782609
-0.771052632
-1.293333333
30
12.05
-0.21875
-0.725
-1.203125
31
12.71
-0.1836
-0.659047619
-1.093529412
32
13.8
-0.134615385
-0.579545455
-0.972222222
33
15.15
-0.07962963
-0.495652174
-0.85
34
16.65
-0.023214286
-0.4125
-0.7325
35
18.52
0.042068966
-0.3212
-0.608571429
36
20.5
0.106666667
-0.232692308
-0.490909091
37
22.42
0.16516129
-0.152962963
-0.386086957
1.1875
Experimento 2: Re"orte A E (cm)
Re"orte B E (cm)
F (N)
F (N)
0.7
4.8069
1
14.4207
1.2
6.6708
1.7
16.2846
1.8
9.6138
2.8
19.2276
2.2
11.4777
4.2
24.0345
2.9
14.4207
6
28.8414
4.2
19.2276
7.7
33.6483
AN#LISIS DE DATOS: Experimento 1: De$inien%o &n "i"tem' %e re$eren(i' )!* +, 35 30 25 20 15 10 5 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
-r.$i(' $&n(i/n )x* x)t, , x(t)-t cm 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
-r.$i('":) t* Vmx)0*t,, ) t* Vmx)1*t,, ) t* Vmx)13*t,,
t, Vmx( 6,t) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
30
35
40
30
35
40
t, Vmx(10,t) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
t, Vmx(14,t)) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
C'4(&4'n%o 4' (omponente x %e 4' 5e4o(i%'% en 4o" in"t'nte" 061613 ti(7" 4a componente x de la velocidad instantánea en el instante < tic= seria x 7− x 5 7 −5
=2 cm / ticks
4a componente x de la velocidad instantánea en el instante ,- tic= seria x 11− x 9 11−9
= 3.4 cm / ticks
4a componente x de la velocidad instantánea en el instante ,9 tic= seria x 15− x 13 15−13
=2.7 cm / ticks
-r.$i('":) t* Vm8)0*t,, ) t* Vm8)1*t,, ) t* Vm8)13*t,,
t, Vmy(6,t) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
30
35
40
t, Vmy(10,t) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
t, Vmy(14,t) 12 10 8 6 4 2 0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
C'4(&4'n%o 4' (omponente 8 %e 4' 5e4o(i%'% en 4o" in"t'nte" 061613 ti(7" 4a componente y de la velocidad instantánea en el instante < tic= seria y 7 − y 5 7 −5
=2.625 cm /ticks
4a componente y de la velocidad instantánea en el instante ,- tic= seria y 11− y 9 11− 9
=1.8 cm / ticks
4a componente y de la velocidad instantánea en el instante ,9 tic= seria y 15− y 13 15−13
=0.4 cm /ticks
Tr'n"$orme 4o" 5'4ore" %e 4'" 5e4o(i%'%e" o9teni%'" ' (m" $omo la cali"ración esta"a a 9- %2 entonces ,tic= >? 9- %2 >? ,@9- s Para x#
V
Para C#
V
Vx-Vy 120 100 80 60 40 20 0 70
80
90
100
110
120
130
140
Experimento 2: C&r5'" %e ('4i9r'(i/n %e re"orte" Constante de !eso"te # 25
20
15
10
5
0 0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
3.5
4
4.5
Constante de !eso"te $ 25
20
15
10
5
0 0.5
1
1.5
2
2.5
3
Determine 'proxim'%'mente e4 5e(tor 5e4o(i%'% in"t'nt.ne' en 4o" in"t'nte" t;<*= ti(7" 8 t;>*=ti(7"? P'r' e44o e$e(t@e 4' "i&iente oper'(i/n 5e(tori'4 V ( 7,5 )= V ( 8,5 )=
x8 − x 7 1 tick
x 9− x 8 1 tick
= =
( 9.32,15 .43 )− ( 6.45,13.01 ) 1 tick
( 12.5,17 .81 )− ( 9.32,15.43 ) 1 tick
=( 2.87,2.42 ) =( 3.18,2 .38)
Determine eomtri('mente 4' '(e4er'(i/n in"t'nt.ne' en e4 in"t'nte t;> ti(7 a (8) =
V ( 8,5 ) −V ( 7,5 ) ( 3.18,2.38 )−( 2.87,2.42 ) = =( 0.31, −0.04 ) 1 tick 1 tick
U"'n%o e4 mi"mo (riterio &e en 4o" p'"o" 3 8 =* %etermine 4' '(e4er'(i/n en 4o" in"t'nte" t;1 ti(7" 8 t;1> ti(7"? a ( 13 )=
V ( 13,5 )− V ( 12,5 ) =(−0.26, −0.4 ) 1 tick
a ( 18 )=
V ( 18,5 )−V ( 17,5 ) =(−0.6, −0.36 ) 1 tick
Fódulos de aceleración GaHBIGA -.-JEE cm@tic= / A -.-JEE H9-I/H,-IK/ m@s/ GaH,*IGA -.//E< cm@tic= / A -.//E< H9-I/ H,-IK/ m@s/ GaH,BIGA -.9BJ< cm@tic= / A-.9BJ
Lnstante B ,* ,B
Fódulo de Fódulo de Mngulo en a & sexagesimale s -.-JEE E0B**<
CONCLUSIONES + RECOMENDACIONES
&@)
Experimento 1: Con(4&"ione": _Nracias a este experimento ad1uirimos conocimientos para determinar la curva de distri"ución normal mediante el conteo de frioles _4a experiencia vivida nos "rindó mayores expectativas para el siguiente la"oratorio0 ya 1ue podemos demostrar fenómenos utili2ando materiales sencillos como el friol.
Experimento 2: Con(4&"ione": _ :e %a podido demostrar experimentalmente lo 1ue la teoría nos dice0 acerca de la relación proporcional entre la fuer2a0 masa y aceleración. $a"e destacar la importancia 1ue es sa"e 1ue cual1uier fuer2a resultante 1ue act6e en un cuerpo 1ue tenga masa va a presentar aceleración. _ Fientras mayor sea la distancia 1ue recorra la partícula en estudio0 más exactos serán los cálculos de velocidad y aceleración instantánea. _ 7l experimento permite relacionar la fuer2a aplicada al disco con la aceleración OaO 1ue ad1uiere.
BIBLIO-RAFA: K&L:L$) +LV7:LT)L) C5+N0 &77DF)0 :7): Q7F):RC.*
