MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME. López Ayala María José, Sariego Martínez Brayan de Jesús, Zapa Martínez Kendry Luz. Departamento de física y electrónica. Universidad de Córdoba, Montería. RESUMEN Un movimiento es un fenómeno físico definido como todo cambio de posición que realiza una partícula o cuerpo en el espacio, con respecto al tiempo y una posición inicial de referencia. Existen varios tipos de movimientos pero en este caso se estudiará, el movimiento rectilíneo uniforme y sus características, respaldando los resultados por medio de gráficas. movimiento no presenta aceleración (aceleración = 0).
OBJETIVOS: Determinar experimentalmente las características del movimiento rectilíneo uniforme. Analizar gráficamente el movimiento, y obtener la ecuación de posición y velocidad para un objeto en movimiento. TOPICOS RELACIONADOS: MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME: El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) fue definido, por primera vez, por Galileo en los siguientes términos: "Por movimiento igual o uniforme entiendo aquél en el que los espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense como se tomen, resultan iguales entre sí", o, dicho de otro modo, es un movimiento de velocidad v constante. El MRU se caracteriza por: Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal. Velocidad constante; implica magnitud, sentido y dirección inalterables. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este
Ingeniería de alimentos, FISICA I
MATERIALES: -------------Riel de aire
REFERENCIA P112022.17
CANTIDAD 1
PROCEDIMIENTO: Para el estudio del movimiento rectilíneo uniforme, el montaje del diseño experimental se hace teniendo en cuenta que el dispositivo de arranque es colocado de tal manera que le imprima un impulso inicial al deslizador y no se coloca masa aceleradora. Una vez configurado el sistema de esta forma, dé al deslizador un impulso inicial con el disparador y registre datos de espacio y tiempo a una distancia prudente del lugar de impacto. RESULTADOS: Se realizaron 3 repeticiones de las mediciones de tiempo: X(cm)
0,0 0 0 0
14,3 0,196 0,195 0,194
30,7 0,420 0,419 0,418
45 0,614 0,613 0,611
63,5 0,856 0,854 0,852
Tabla 1
1
A partir de las mediciones tomadas se tomó el promedio de estas. Dando como resultado los datos mostrados en la tabla 2 X(cm) 0,0
14,3
0
T(s)
30,7
45
) (
(
63,5
(
0,195 0,419 0,612 0,854
) )
Tabla 2
ANALISIS DE RESULTADOS:
EVALUACIÓN:
Además para ejecutar un buen análisis de resultados, a través del método de regresión lineal se calculan los valores de a y b los cuales relacionan las variables x y t y que resultan necesarios a la hora de responder las preguntas de la evaluación que se presentan a continuación. ̅) ( ̅) (
∑( (
̅)
)( (
)
(
) )
( (
70 60 50 40 30 20 10 -10 0
0,2
0,4 0,6 Tiempo (S)
0,8
1
)
Gráfica 1
)
El tipo de gráfica que se obtuvo fue de tipo lineal. A través de esto se puede decir que se desplaza uniformemente, conforme aumenta la distancia también aumenta el tiempo.
) )(
)
( (
X vs T
) )(
(
R/
0
)(
(
1. Realice la gráfica de posición (X) en función del tiempo (t). ¿Qué tipo de gráfica obtiene?
Posición (cm)
A partir de los resultados obtenidos se puede decir que la posición y el tiempo son directamente proporcionales.
) )(
(
)
2. ¿Qué relación existe entre las variables (X) y tiempo?
̅
̅
Ingeniería de alimentos, FISICA I
R/ Una relación directamente proporcional, ya que al aumentar una de estas variables, la otra también lo hace.
2
3. ¿Qué significado físico posee la pendiente de la gráfica X contra t? ¿Qué unidades posee? Grafique el valor calculado en el punto 3 como función del tiempo.
debido a errores cometidos durante la ejecución de la práctica.
R/ El significado físico que posee la pendiente de la gráfica X vs t, es la rapidez (velocidad), es decir, la distancia que recorre una partícula en un tiempo determinado.
R/ Para hallar la pendiente de la gráfica 2, se usa la siguiente fórmula:
Las unidades que posee en este caso son cm/s.
Punto 3
35
( (
) )
(
) (
)
El significado físico que posee es la rapidez o velocidad en el punto 3. 6. Halle la ecuación que relaciona las variables x y t.
30 25
X (cm)
5. Halle la pendiente de la gráfica 2. ¿Qué significado físico posee?
La ecuación que relaciona las variables x y t es:
20 15 10 5 0 0
0,2 0,4 Tiempo (s) Gráfica 2
0,6
Teniendo en cuenta que en la figura 3 el tiempo 3 es igual a 0,419s. 4. Calcule el área bajo la curva en la segunda gráfica. ¿Qué significado físico posee? Compare este valor con el máximo desplazamiento del carrito. R/ El área bajo la curva es de: 13,235185042, ahora el desplazamiento máximo en el punto 3 es de 16,4. Como se puede ver son valores relativamente cercanos, lo que nos puede llevar a decir que son valores correspondientes los cuales no coinciden numéricamente
Ingeniería de alimentos, FISICA I
Teniendo en cuenta que a y b son los valores calculados con anterioridad por lo que la ecuación quedaría: (
) ( ) (
)
7. ¿Qué posibles errores se cometieron en la realización del experimento y como los corregiría? R/ Los posibles errores que se pudieron cometer en la práctica, podrían relacionarse con la falta del disparador del riel de aire, lo que pudo afectar a que no se tuviera un movimiento con una aceleración uniforme, otra de los posibles errores que se pudieron tener es que las
3
entradas de aire del equipo tuvieran obstrucciones o sucio, lo que podría afectar los resultados que se esperaban obtener. Para corregir estos errores se podría verificar antes de la práctica que las entradas de aire del equipo estuvieran limpias y libres de obstrucciones y para el otro problema se podría pedir a las directivas que arreglen dicho inconveniente. 8. ¿Conoce situaciones reales en las cuales se presente este tipo de movimiento en la naturaleza? En la naturaleza es muy difícil encontrar movimientos rectilíneos uniformes pues en su mayoría resultan acelerados debido a fuerzas de posición tales como el rozamiento o fuerzas de apoyos como la gravedad pero se pueden mencionar una gota de lluvia en sus últimos metros de caída cae con MRU. Siempre que no haya viento. Un objeto que cae en un líquido luego de entrar al líquido va a frenarse hasta alcanzar una velocidad que la mantendrá hasta llegar al fondo. Siempre que el líquido esté quieto.
El movimiento rectilíneo uniforme está determinado por una posición recorrida en un tiempo determinado con una velocidad o rapidez constante.
REFERENCIAS: https://www.fisicalab.com/apartad o/mru-graficas#contenidos http://www.profesorenlinea.cl/fisi ca/Movimiento_rectilineo.html http://nuestroblog.bligoo.com.mx/ content/view/1363915/Movimient o-rectilineo-uniforme-yacelerado.html
CONCLUSIONES: De la práctica realizada se puede concluir que: Al graficar el movimiento rectilíneo uniforme con respecto a la posición y tiempo se obtiene una gráfica con una línea de tendencia lineal. Al aumentar la posición, el tiempo aumenta proporcionalmente. Ingeniería de alimentos, FISICA I
4
