Movimiento Rectilíneo Uniforme Valderrama Montalvo, Johan Alirio - 115069; Astdillo, Ver!nica " 11#509; Josa $aichar, %race María " #155&'; V(le) M*o), Adriana Marcela - #1555+ Laboratorio de Física Mecánica, Mecánica, Fabián jurado Universidad Nacional, Facultad de Ingeniería y Administración Colombia, 2017
Resumen— La presente práctica “ovimiento Rectilíneo Uni!orme" #RU$ consiste en la medición por distintos m%todos de la velocidad de un carrito puesto en una super!icie con una !ricción casi nula& 'ara la toma de los datos se utili(ó un programa reduciendo así el margen de error )ue pueda darse en el e*perimento, +in emargo, tami%n se llevó a cao el e*perimento de manera mecánica, tomando el tiempo con un cronómetro manual, y posteriormente posteriormente comparar los resultados de los m%todos&
./RU$$2. En la antigüedad, Aristóteles aseguraba que para que un cuerpo adquiera una velocidad, es necesario aplicar una fuerza maor a la resistencia, lo que quer!a decir con esto, es que para que un ob"eto tenga movimiento, se debe #superar la fuerza que lo mantiene en reposo$% &eg'n Aristóteles, el cuerpo en movimiento adquirir( una velocidad proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la resistencia% )or ende, la primera le del movimiento contrasta con la idea aristot*lica de que un cuerpo sólo puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza% )or otro lado, +eton afirma que ./odo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme rectil!neo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre *l$% Esta le postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por s! solo su estado inicial, a sea en reposo o en movimiento rectil!neo uniforme, a menos que se aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuo resultante no sea nulo sobre *l% +eton toma en cuenta, as!, el que los cuerpos en movimiento est(n sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva 34AR URA., &011 % e acuerdo con esta le, toda part!cula permanece en reposo o en movimiento rectil!neo uniforme cuando no a una fuerza eterna que act'e sobre el cuerpo, dado que las fuerzas actuales est(n en equilibrio% El movimiento rectil!neo uniforme se efect'a cuando el movimiento se realiza en una sola dimensión% )or ende, el movimiento es rectil!neo si un cuerpo describe una traectoria recta es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo 3A.%U7 AR.A7, &010 % Con el presente informe se pretende determinar los diferentes intervalos de tiempo efectuados por una velocidad constante en un desplazamiento determinado lo que llevara a Conocer las caracter!sticas de los movimientos rectil!neos uniformes, 3elacionar tablas de valores con representaciones gr(ficas, 4tilizar el concepto de pendiente de una recta para calcular velocidades, Calcular el espacio recorrido por un móvil a partir de su gr(fica v5t, Conocer aplicar las ecuaciones de los movimientos estudiados% Adem(s de analizar Aprender a calcular los errores asociados a un con"unto de medidas de magnitudes directas e indirectas, mediante el conocimiento de la teor!a de errores 3$AR78 4A7A$8, &011
MAR$ /2R$
6a mec(nica estudia el estado de reposo movimiento de los cuerpos la cinem(tica que es una parte de esta estudia espec!ficamente los movimientos independientemente de la causa que los produce% El problema fundamental de la cinem(tica consiste en describir predecir el movimiento futuro, determinar posición, velocidad aceleración de un móvil en función del tiempo condicionados a las carteristas del problema lo que anal!ticamente equivale a tener f, , z, t890% -urano,.///8
→
)osición de una part!cula- se describe con un vector posición
r
, que se dibu"a desde el origen de un
sistema de referencia asta la ubicación de la part!cula% esplazamiento- es una magnitud relativa depende del sistema de referencia escogido8 • •
•
/raslación- las posiciones de todas las part!culas del cuerpo se desplazan una misma cantidad% 3otación- el movimiento de cambio de orientación de un sólido etenso de forma que, dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un punto fi"o% :ibración- oscilación en torno a una posición de equilibrio
:elocidad- cambio de la posición de un ob"eto por unidad de tiempo% ;agnitud vectorial tiene módulo, una dirección sentido8 Celeridad- magnitud escalar que describe la traectoria por unidad de tiempo% 0un)uera8 Aceleración- se refiere a la magnitud vectorial que epresa un incremento o decremento de velocidad en una unidad de tiempo%
Movimiento rectilíneo niforme A pesar de que encontrar el movimiento rectilíneo niforme o MRU en la naturaleza es bastante etra
•
•
6a aceleración es cero a908 al no cambiar la velocidad de dirección ni variar su modulo% )or otro lado, la velocidad inicial, media e instantánea del movimiento tienen el mismo valor en todo momento
4n cuerpo realiza un movimiento rectilíneo niforme cuando su traectoria es una línea recta su velocidad es constante% Esto implica que recorre distancias iguales en tiempos iguales %
6as ecaciones del movimiento rectilíneo niforme son-
X = X 0 + V . T
V =V 0 =Cte .
a =0
onde•
x, x0- 6a posición del cuerpo en un instante dado x8 en el instante inicial x08% &u unidad en el &istema =nternacional &%=%8 es el metro m8
•
v,v0- 6a velocidad del cuerpo en un instante dado v8 en el instante inicial v08% &u unidad en el &istema =nternacional &%=%8 es el metro por segundo m5s8
•
a- 6a aceleración del cuerpo% &u unidad de medida en el &istema =nternacional &%=%8 es el metro por segundo al cuadrado m5s 28 Físicala )
:J/V8 amiliari)arse con los e<i=os de toma de datos sistemati)ado, así como el mane>o de las herramientas =ara ?raficar @ anali)ar diferentes crvas Anali)ar e=erimentalmente el movimiento rectilíneo de na =artícla =or =rocedimientos cinemBticos nvesti?ar como la distancia el tiem=o @ la ra=ide) se relacionan ente si en dos casos =articlares de movimientos rectilíneos sim=les 1 Movimiento rectilíneo niforme de n carrito en n carril nemBtico @ toma de datos a =artir del softCare cass@ laD& de le@oold didactic
MA/RA78
$arril nemBtico con ss im=lementos 8ensores 4$ con el interface =ara ca=tra de datos @ =rocesamiento de informaci!n $ron!metros Re?la m(trica V
MAR$ E4RM./A7
Vía analítica &obre un carril neum(tico se colocan dos sensores constituidos por un dispositivo fotoel*ctrico, el cual consta de una barra neum(tica> &obre esta barra un carrito es impulsado por un resorte que le da una velocidad inicial, este carrito se puede deslizar sobre el carril gracias al aire inectado a presión por uno de los etremos de la barra que forma un colcón de aire para que disminua el rozamiento% 6a información es interpretada por un dispositivo utilizando un relo" electrónico que toma el tiempo entre la distancia de cada sensor% 6os sensores son a"ustados con el fin de obtener la velocidad media para esto se a"ustan a una distancia cada 10 cm, los sensores se colocan- Cada 10, 20, ?0, @0, 0, B0, 70 Cm%
Vía manal 4n carrito es deslizado por medio de un carril neum(tico que est( constituido por una barra met(lica ueca% ica barra posee numerosos orificios en sus caras laterales por los que sale el aire inectado a presión mediante un compresor% Con un cronometro se toma el tiempo en el que el carrito realiza el desplazamiento, primero a 10, 20, ?0, @0, 0, B0, 70 Cm%
V
A.F788 A/8
7os datos oDtenidos se =resentan a continaci!nG
M(todo $om=tari)ado
/A:7A /iem=os tomados a diferentes =osiciones istancia3m /iem=o 3s Velocidad
1rá!ico I
010
0&0
0+0
0#0
050
060
0H0
01HH+
0+&6+
055'&
0H&+'
0'9'#
10990
1+010
0,564
0,61
0,54
0,55
0,55
0,55
0,53
tiempo vs distancia 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
0
1
2
2
3elocidad en cada uno de los puntos
%todo manual
3
4
5
6
7
8
istancia3m /iem=o 3s Velocidad
010
0&0
0+0
0+6 0H+ 0'1 0,&HHHHHH 0,&H+9H&6 0,+H0+H0
1ra!ico II
Velocidades en cada no de los =ntos
0#0
050
060
0H0
0'' 0,#5#5#5
119 0,#&016'
1#1 0,#&55+
1'& 0,+'#615
Is constante la velocidad del carrito 6a velocidad de los carros es constante, aunque debido a errores umanos se presentan algunas divergencias
IVelocidad =romedio del carrito en el riel $om=tari)adoG v=ormedioK 0556+ mLs ManalG v=romedioG 0+H&# mLs etermine la =endiente de la recta $om=tari)adoG MK 3@&-@1L3&-1 MK 05++95 ManalG MK 3@&-@1L3&-1
MK 0#109 Amabas pendientes tiene a acercarse a la velocidades promedio
VI.
CONCLUSIONES
El método más exacto !ácil para evaluar el movimiento rectilíneo de un objeto es el "ue se reali#ó con un compresor de aire con !lujo constante ensamblado a una base de super!icie lisa con unos sensores de movimiento$ todo esto conectado a un computador con un so!t%are especiali#ado llamado &'(( Lab * "ue registra los datos "ue arroja el experimento+ or lo tanto, existe una correlación mu similar con el comportamiento teórico del -rá!ico . de osición vs /iempo, en el cual la pendiente de la ecuación recta de tendencia es igual a la velocidad promedio "ue se obtuvo+ tro dato "ue re!leja la exactitud de dic1o método es la dispersión de los valores de velocidad, en la "ue la desviación estándar es un n2mero cercano a cero+ )or el m*todo mec(nico o manual se evidencia la presencia de errores sistem(ticos accidentales, debido a que resulta mu dif!cil mantener una velocidad constante del ob"eto durante los intentos realizados comenzar el cronometra"e al mismo tiempo que se permite el comienzo del movimiento% Esto se puede distinguir con la diferencia de los tiempos registrados su dispersión mostrada en la desviación est(ndar8% )or lo que en el -rá!ico .3 de 3elocidad vs /iempo, en el cual la pendiente de la recta de tendencia deber!a ser cero para asegurar que ubo una velocidad constante, muestra que no ocurrió as!%
V •
RR.$A8
4urbano
5*000)
Física
general+
6ecuperado7
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8,
8un"uera+
&inemática
de
la
partícula+
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Físicalab
Ecuaciones
movimiento
rectilíneo
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uni!orme
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