INFORME LABORATORIO No. 4 MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MUA)
CHRISTIAN GONZALEZ CRUZ WILLIAM FERNADO MEDINA JULIAN ANDRES AFANADOR
FISICA MECANICA FACULTAD DE INGENIERIA UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA BOGOTA 2017
OBJETIVOS
Observar y analizar el movimiento de un cuerpo uniformemente acelerado que se mueva en forma horizontal. Determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea sobre un plano horizontal. Representar el movimiento del cuerpo a través de las gráficas de desplazamiento contra tiempo, velocidad contra tiempo y aceleración contra tiempo.
INTRODUCCION Para comprender el recorrido de un móvil, es necesario conocer sus propiedades características. Isaac Newton mediante sus leyes, específicamente su primera ley señalo que toda partícula que permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, es decir, se mantiene en ese estado cuando no existe una fuerza externa que actué sobre el cuerpo donde se esté efectuado dicho movimiento o estado de reposo. Así mismo los conceptos básicos del movimiento rectilíneo unifo rme indican características que se emplean a través de su movimiento en trayectoria recta y velocidad constante sin ninguna variación.
MARCO TEORICO MOVIMIENTO Es el movimiento de un cuerpo cuya velocidad experimenta aumentos o disminuciones iguales en tiempos iguales. En mecánica clásica el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres características fundamentales:
La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes. La velocidad varía linealmente respecto del tiempo. La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.
La ecuación espaciotemporal del movimiento uniformemente acelerado, está dada por la siguiente fórmula:
− = + 12
Donde la aceleración puede determinarse si se conoce el desplazamiento, la velocidad inicial y el tiempo. De la formula se pueden despejar todas las variables, para aplicarlas según sean los casos que puedan presentarse, dependiendo el problema a resolver y las variables a conocer.
VELOCIDAD La velocidad es una magnitud vectorial y, como tal, se representa mediante flechas que indican la dirección y sentido del movimiento que sigue un cuerpo y cuya longitud representa el valor numérico o módulo de la misma. Depende de el desplazamiento, es decir, de los puntos inicial y final del movimiento, y no como la rapidez, que depende directamente de la trayectoria. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s).
=
∆ ∆
ACELERACION Es una magnitud vectorial que sirve para expresar la manera en la que un cuerpo altera la velocidad que lleva en una determinada trayectoria de manera ascendente. La aceleración está dispuesta según la física como la fuerza entre el peso (masa del cuero) y el sistema internacional de unidades dispone una para esta variable física, m/s2. Isaac Newton, padre de la física y la mecánica en su obra nos indica que la aceleración está dispuesta por la fuerza que el objeto lleva consigo en el recorrido que describe, la aceleración se aprecia cuando la partícula experimenta un aumento de la velocidad en la misma dirección en la que va pues, si altera su curso, la aceleración no será uniforme y el caso en el que cambie la orientación este objeto desacelerara.
=
∆ ∆
TIEMPO El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando este presentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida). Su unidad básica en el Sistema Internacional es el segundo, cuyo simbolo es s (debido a que es un símbolo y no una abreviatura, no se debe escribir con mayúscula, ni como "seg", ni agregando un punto posterior).
DISTANCIA La distancia es la longitud total de la trayectoria realizada por un objeto móvil entre dos puntos. Como tal, se expresa en una magnitud escalar, mediante unidades de longitud, principalmente el metro, según el Sistema Internacional de Unidades.
HIPÓTESIS
El movimiento rectilíneo uniforme es constante, por lo tanto, la velocidad no varía. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es constante en el tiempo, por lo tanto, la velocidad si varía de acuerdo a la aceleración y la distancia. MATERIALES
Riel Carro Dinámico Polea Cuerda Pesas de diferentes masas 50, 100 y 200 gramos Regla Cronometro
MONTAJE
PROCEDIMIENTO Mientras un estudiante mantiene fijo el carro, otro debe unir una de las masas con el extremo libre de la cuerda que cuelga. Ponga en funcionamiento el vehículo en el punto inicial (20 cm) sobre el riel. Tome el tiempo que tarda el vehículo en desplazarse desde la posició n inicial hasta la lectura de 40cm sobre el riel, es decir en recorrer 20 cm. Detenga el vehículo.
Repita el procedimiento anterior para 60 cm, 80 cm. Registre los dados en la tabla. Encuentre la velocidad y la aceleración del vehículo. Masa del carro 487.5 gramos Desplazamiento X (cm)
Desplazamiento Total X (cm)
Tiempo t (s)
Velocidad = ∆∆
0 0-20 0-40 0-60 0-80
0 20 40 60 80
0 1 1.40 1.81 2.31
0 20 28.40 33.14 34.57
Aceleración = ∆∆ 0 20 20.28 18.30 14.96
Velocidad 0-20
Aceleración 0-20
= ∆∆
= ∆∆
= 201
= 201
= 20 ⁄
= 20
Velocidad 0-40
Aceleración 0-40
= ∆∆
= ∆∆
= 401.40 = 28.40 ⁄
Velocidad 0-60 = ∆∆ = 601.81 = 33.14 ⁄
Velocidad 0-80 = ∆∆ = 402.31 = 34.57 ⁄
= 28.401.40 = 20.28
Aceleración 0-60 = ∆∆ = 33.141.81 = 18.30
Aceleración 0-80 = ∆∆ = 34.572.31 = 14.96
Masa del carro 987.5 gramos Desplazamiento X (cm)
Desplazamiento Total X (cm)
Tiempo t (s)
Velocidad = ∆∆
0 0-20 0-40 0-60 0-80
0 20 40 60 80
0 2.028 2.79 3.422 3.868
0 9.86 14.33 17.33 20.68
Aceleración = ∆∆ 0 4.88 5.13 5.12 5.35
Velocidad 0-20
Aceleración 0-20
= ∆∆
= ∆∆
= 202.028
= 9.862.028
= 9.86 ⁄
= 4.88
Velocidad 0-40
Aceleración 0-40
= ∆∆
= ∆∆
= 402.79 = 14.33 ⁄
Velocidad 0-60 = ∆∆ = 603.422 = 17.33 ⁄
Velocidad 0-80 = ∆∆ = 403.868 = 20.68 ⁄
= 14.332.79 = 5.13
Aceleración 0-60 = ∆∆ = 17.333.422 = 5.12
Aceleración 0-80 = ∆∆ = 20.683.868 = 5.35
Masa del carro 1487.5 gramos Desplazamiento X (cm)
Desplazamiento Total X (cm)
Tiempo t (s)
Velocidad = ∆∆
0 0-20 0-40 0-60 0-80
0 20 40 60 80
0 3.98 5.08 6.24 6.54
0 5.02 7.87 9.61 12.23
Aceleración = ∆∆ 0 1.26 1.54 1.54 1.87
Velocidad 0-20
Aceleración 0-20
= ∆∆
= ∆∆
= 203.98
= 5.023.98
= 5.02 ⁄
= 1.26
Velocidad 0-40
Aceleración 0-40
= ∆∆
= ∆∆
= 405.08 = 7.87 ⁄
Velocidad 0-60 = ∆∆ = 606.24 = 9.61 ⁄
Velocidad 0-80 = ∆∆ = 406.54 = 12.23 ⁄
= 7.875.08 = 4.54
Aceleración 0-60 = ∆∆ = 9.616.24 = 1.54
Aceleración 0-80 = ∆∆ = 12.236.54 = 1.87
CONCLUSIONES Los resultados que obtuvimos consideramos que son correctos, ya que el factor tiempo es el que incide mayormente en este experimento, ya que este es el que representa la dispersión en los datos obtenidos comparados con los experimentales. El factor tiempo se puede mejorar considerablemente al tener un equipo sofisticado para medirlo, siempre se obtendrá error experimental, pero en menor escala.
BIBLIOGRAFÍA Marysol Rodríguez Blanco, Como presentar informes de laboratorio de física. Técnicas para elaborar graficas Marysol Rodríguez Blanco, Guía Movimiento Uniforme Acelerado: MUA
CUESTIONARIO 1) ¿Puede cambiar la velocidad de un objeto cuando su aceleraci ón es constante? Si su respuesta es afirmativa dar un ejemplo. Si su respuesta es negativa, explicar por qué.
Respuesta Si puede cambiar la velocidad, sin importar si la aceleración es constante o no es un indicador que su velocidad está cambiando. La aceleración es precisamente, una medida de tal razón de cambio de la velocidad de un móvil.
Ejemplo: Un objeto en caída libre es el mejor ejemplo para explicar la respuesta.
2) A) ¿Qué mide la pendiente de la tangente en una gráfica velocidad vs tiempo? Respuesta Aceleración media.
B) Si en una gráfica velocidad vs tiempo la curva es una línea recta paralela al eje x, ¿Qué puede concluirse acerca de la aceleración?
Respuesta El objeto cuyos datos se obtuvo la gráfica se movía con velocidad uniforme.
3) Un automóvil, la desplazarse en línea recta, desarrolla una velocidad que varía en el tiempo, de acuerdo a la siguiente tabla:
Tiempo t (s)
Velocidad v (m/s)
0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
10.0 12.0 14.0 16.0 16.0 16.0 15.0 18.0 20.0
A) ¿En qué intervalos de tiempo el movimiento del auto muestra una aceleración?
Respuesta Se evidencia una aceleración cuanto el tiempo pasa de 0.0s a 1.0s, de 1.0s a 2.0s, de 2.0s a 3.0s, de 6.0s a 7.0s y de 7.0s a 8.0s.
B) ¿En qué intervalo es nula la aceleración? Respuesta Se evidencia que no hay aceleración el en transcurso de los 3.0s a los 5.0s.
C) ¿En qué intervalo es negativa la aceleración? Respuesta Se evidencia que hay una desaceleración en el 5.0s y 6.0s.
D) ¿En cuál intervalo su movimiento es uniformemente acelerado? Respuesta En el lapso de 0.0s a 5.0 hay movimiento uniformemente acelerado.
