FISICA I 2013-I
LABORATORIO N° 3 – MOVIMIENTO UNIDIMENSIONAL I.
OBJETIVOS 1.1 Comprobar experimentalmente un movimiento unidimensional. 1.2 Determ Determina inarr los valores valores de los paráme parámetro tross involu involucra crados dos en el movimi movimient ento o a partir partir de la construcción de los gráficos correspondientes.
II.
FUNDAMENTO TEÓRICO
Registramos que un cuerpo se mueve con respecto a un sistema de referencia, cuando cambia de posición a través del tiempo. a posición solemos ubicarla mediante un vector con origen en el origen de coorde coordenad nadas, as, ! el tiempo tiempo lo determ determina inamos mos median mediante te alg"n alg"n dispos dispositi itivo vo que lo mida, mida, tal como como un cronómetro. Movimientos ni!imension"#es$ #omemos el caso particular en el que el móvil via$a en tra!ectoria recta% en este caso, en todo momento los despla&amientos coincidirán con la tra!ectoria, ! entonces las diferentes posiciones ocupadas pueden referirse a un solo e$e.
'n este caso, los despla&amientos, las velocidades ! las aceleraciones tendrán la misma dirección que el e$e %, con sentido (acia el &% o el –% el –%,, seg"n sea. )odemos prescindir en la notación entonces de las flec(as de vector, utili&ando los signos algebraicos *+ ! *- para definir los sentidos. A#'nos movimientos (")ti*#")es (")ti*#")es Dentro de los movimientos unidimensionales, el más simple de ellos es aquel en el cual el móvil recorre despla&amientos iguales a intervalos de tiempo iguales. De esto se desprende que ∆ x1 ∆t1
=
∆x2 ∆t 2
=
∆ x3 ∆t 3
= ... = cte
a velocidad media, entonces, es constante para este tipo de movimiento, ! como la aceleración mide cambios de velocidad a través del tiempo, para este caso en particular será cero. / este tipo de movimiento se lo llama 0ovimiento Rectilneo niforme *0.R.. ! tiene como caractersticas
a ecuación que nos permite encontrar las diferentes posiciones de un móvil que se mueva de esta manera a través del tiempo, se denomina e*"*i+n ,o)")i" !e #" (osi*i+n para un 0.R..
FISICA I 2013-I 3i para cualquier movimiento registramos posiciones, velocidades ! aceleraciones a medida que pasa el tiempo, podemos volcar esos datos en tablas, o me$or a"n, mostrarlos en gráficos. 'sta "ltima opción resulta muc(o más conveniente porque no sólo nos permite presentarlos en una forma más amigable sino porque además nos de$a inferir tendencias. )ara un 0.R... el gráfico de la posición en función del tiempo responde a una función lineal, donde la pendiente nos informa de la velocidad del movimiento. /l ser la velocidad constante, la gráfica correspondiente a v 4 f*t tomará la forma de una recta paralela al e$e de los tiempos. a correspondiente a la aceleración será, por "ltimo, una recta coincidente con el e$e %. , !a que es cero. n movimiento rectilneo un poco más comple$o, es aquel en el que la velocidad vara, pero la aceleración no. 'n este movimiento, la velocidad irá aumentando o disminu!endo en forma lineal con el tiempo. 'ste movimiento recibe el nombre de 0ovimiento Rectilneo niformemente 5ariado *0.R..5. , ! sus caractersticas son
3e aprecia que la gráfica correspondiente a la posición a través del tiempo responde a una función cuadrática, mientras que la de la velocidad se a$usta a una fun-ción lineal. )ara un 0.R..5. con aceleración positiva, v 7 6 ! x 7 6, los gráficos x 4f*t % v 4 f*t ! a 4 f*t son esquemáticamente 6 6
III. MATERIAL DID-CTICO )ara el desarrollo del tema, los alumnos utili&aran lo siguiente 888.1 893#R0'9#:3 ;<: '=8):3
PASPORT Xplorer GLX PS-2002 PASPORT Motion Sensor PS-2103 888.2 0/#'R8/'3 Carrito a velocidad constante Carrito a velocidad variable TECNICA OERATORIA / RECOLECCION DE DATOS 'xperiencia 8 Reconocimiento del 'quipo >plorer ?> a 'ncienda el equipo ?> ! con la a!uda de tu 0aestro explora sus diversas opciones sobre las bondades que brinda para el desarrollo de las prácticas sobre el movimiento unidimensional.
FISICA I 2013-I
'xperiencia 88
0ovimiento rectilneo con rapide& constante
a 3e@ale la pista larga sobre la mesa del laboratorio, conectar el sensor de movimiento en el >plorer ?> ! fi$arlo para que no se mueva como se muestra en la figura
b :bserve que el móvil con movimiento uniforme debe ubicarse a 1A cm del sensor de movimiento para poder iniciar las mediciones. c
Reali&ar las medidas de posición B tiempo )osición tiempo 1 6.22A 6.266 2 6.21 6.E66 E 6.2A 6.66 6.2E 6.A66F A 6.2FF 6.G66F G 6.E6 6.66H 6.E26 6.F66H F 6.EEG 6.H616 H 6.EA1 1.6616 16 6.EG 1.1611
d Reali&ar las medidas de velocidad B tiempo velocidad tiempo 1 6.1G 6.266 2 6.1G 6.E66 E 6.1G 6.66 6.1G 6.A66F A 6.1G 6.G66F G 6.1G 6.66H 6.1G 6.F66H F 6.1G 6.H616 H 6.1G 1.6616 16 6.1G 1.1611 'xperiencia 88
0ovimiento rectilneo con aceleración constante
FISICA I 2013-I a 3e@ale la pista larga sobre la mesa del laboratorio, conectar el sensor de movimiento en el >plorer ?> ! fi$arlo para que no se mueva como se muestra en la figura
b :bserve que el móvil con movimiento acelerado debe ubicarse a 1A cm del sensor de movimiento para poder iniciar las mediciones. c
Reali&ar las medidas de posición B tiempo 1 2 E A G F H 16
)osición 6.1G2 6.1H6 6.222 6.2AG 6.2H2 6.EE2 6.EE 6.1E 6.GE 6.A6E
tiempo 6.G66A 6.66G 6.F66G 6.H66G 1.666F 1.1616 1.2611 1.E616 1.611 1.A611
d Reali&ar las medidas de velocidad B tiempo 1 2 E A G F H 16
velocidad 6.2 6.E6 6.EE 6.EA 6.EF 6.6 6.E 6. 6.A6 6.AE
tiempo 6.G66A 6.66G 6.F66G 6.H66G 1.666F 1.1616 1.2611 1.E616 1.616 1.A611
e Reali&ar las medidas de aceleración B tiempo 1 2 E A G F H 16 IV. RESULTADOS
aceleración 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E 6.E
tiempo 6.G66A 6.66G 6.F66G 6.H66G 1.666F 1.1616 1.2611 1.E616 1.611 1.A616
FISICA I 2013-I 0.1 Movimiento )e*ti#2neo *on )"(i!e *onst"nte . a
0uestre la gráfica )osición vs tiempo
b
0uestre la gráfica 5elocidad vs tiempo 0.4 Movimiento )e*ti#2neo *on "*e#e)"*i+n *onst"nte.
c
a
0uestre la gráfica )osición vs tiempo
b
0uestre la gráfica 5elocidad vs tiempo
0uestre la gráfica /celeración vs tiempo V. BIBLO5RAFIA /5/R'9?/, Ieatri&
JK838C/ ?'9'R/L 'dit. Marla, 0éxico D.K. 1HF1
NR?/N N, M ! 0::R' O.
J0/#'0P#8C/3 /)8C/D/3 / C8'9C8/ ; #'C9::?Q/L, ibros 0c?ra B Mill. Colombia 1H2
0'89'R3,
J/I:R/#:R; )M;38C3L. Oo(n Sile! T 3ons 9.;.
3'RS/;, R./.
JK838C/L 'dit 8nteramericana, 0éxico D.K. 1HFA
S83:9, O.D.
JK838C/ C:9 /)8C/C8:9'3L 'dit. 8nteramericana, 0éxico D.K. 1HF
