ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
FACULTAD DE MECANICA ESCUELA DE INGENIERIA MECANICA LABORATORIO DE FISICA 1 PRACTICA N: 3 “MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADO” RESUMEN INTEGRANTES:
Juleisy Escudero
Jeison Mora Páez Riobamba, 5 de Enero 2012
José Salazar
Kristia
TEMA: CINEMATICA SUBTEMA: “MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO” FINALIDAD: Determinar el concepto de aceleración y deducir las leyes del
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado INSTRUMENTOS:
-Carril de aire -Registrador por chispas -Patín
- Electroimán - Transformador - Conductores
- Ventilador
APARATO EXPERIMENTAL
PROCEDIMIENTO UTILIZADO: 1. Armado el carril de aire, las dos vías de metal son conectadas a! generador de frecuencias. La vía sobre la cual se tensa el papel de metal se conecta al casquillo de alta tensión y la que tiene el alambre al casquillo puesto a tierra. 2. Del patín que se desliza sobre la pista del carril se suspende una pequeña masa a través de La polea de inversión que servirá para producir del movimiento del patín. 3. Dejar caer libremente la masa que produce el movimiento 4. El interruptor del impulso de tiempos se debe ajustar a la frecuencia deseada y por el cambio del interruptor disparador el imán de retención es desconectado y al mismo tiempo conectado el generador de impulsos. 5. Los impulsos de alta tensión originan un salto de chispas de una vía de aluminio a la otra a través del estribo de contacto. Estas chispas queman pequeñas marcas negras en el papel de metal y registran así el curso del movimiento.
6. A continuación se pueden medirse las distancias de trecho de las marcas y valorar los índices medidos. 7. Ajuste el interruptor de frecuencias al valor de 5 Hz, mantener presionado el interruptor de disparo mientras el patín recorre sobre el carril de aire. Determine las distancias entre las marcas, anote sus resultados en la Tabla 1.
F= 5 Hz x (cm)
t (s)
0
0
1,3
0,2
3,3
0,4
5,8
0,6
8,3
0,8
1,8
1,0
2,7
1,2
3,8
1,4
5,2
1,6
6,8
1,8
8,6
2,0
10,5
2,2
12,7
2,4
15,0
2,6
17,6
2,8
20,3
3,0
23,2
3,2
26,3
3,4
29,7
3,6
33,2
3,8
37,0
4,0
40,9
4,2
45,0
4,4
49,4
4,6
54,1
4,8
58,8
5,0
63,8
5,2
70,1
5,4
75,5
5,6
83,3
5,8
89,2
6,0
CUSTIONES: ¿Qué le dice la grafica espacio - tiempo? ¿Qué clase de curva es? ¿Cuál será la ecuación general de esta curva?
•
•
•
La primera observación que se puede realizar es que la distancia incrementa de una forma distinta a la del tiempo y no de una forma proporcional como sucedería en el caso de ser Movimiento Rectilíneo Uniforme, podemos deducir que es un movimiento variado positivo, al ser una curva ascendente. La gráfica describe una parábola la misma que pertenece a una relación potencial que tiene como inicio el origen de coordenadas. La ecuación pertenece a la forma Y=ax b (Relación Potencial).
Linealice la curva anterior, utilice cualquier método de linealización y encuentre la ecuación específica que relaciona x y t.
x (cm)
t2(s2)
0
0
1,3
0,04
3,3
0,16
5,8
0,36
8,3
0,64
1,8
1,0
2,7
1,44
3,8
1,96
5,2
2,56
6,8
3,24
8,6
4,0
10,5
4,84
12,7
5,76
15,0
6,76
17,6
7,84
20,3
9,0
23,2
10,24
26,3
11,56
29,7
12,96
33,2
14,44
37,0
16,0
40,9
17,96
45,0
19,36
49,4
21,16
54,1
23,04
58,8
25,0
63,8
27,04
70,1
29,16
75,5
31,36
83,3
33,64
89,2
36,0
n=30 ∑t2=378,52 ∑x=903,2 ∑t2.x=20142,944 ∑t4=7549,5248
m=3020142,944-903,2(378,52)307549,5248-(378,2)2 b=7549,5248(903,2)-378,5220142,944307549,5248-(378,2)2 m=3,14 cm/s2 b=5.09 /2 b=2,5
La ecuación empírica:
x=atb
x=5,09t2.05
➢
La pendiente del grafico linealizado o constante de proporcionalidad de la ecuación x en función de t. ¿que significa en cinemática y cual es su valor numérico? ¿Tiene o no unidades? cuales son. m=∆x∆t m=∆x∆t ∆x=L ∆t=T m=LT m=LT-1 Sus dimensiones son:
m=LT-1 Su significado es la velocidad Su valor numérico es: x=5.09t2.05
Si tiene unidades y estas son: cm y s entonces: la velocidad cms
¿Qué clase de curva obtiene de la grafica anterior? .Es una parábola
¿A que ecuación corresponde? A la grafica le corresponde la ecuación:
x=atb
Determine la pendiente en valor numérico y en dimensiones.
t (s)
a=m=5.09 m=∆x∆t m=∆x∆t ∆x=L ∆t=T m=LT m=LT-1 ➢
Que relación hay con la constante del literal tercero. ¿Que leyes generales puede deducir de este diagrame? Deduzca el concepto de aceleración haciendo referencia a la pendiente de la curva. la velocidad cms x=7.9 t 2.146 y'=2.055.09 t 2.05-1 v=10.434 t 1.05
Deducimos que la velocidad esta en función del tiempo y derivamos esta ecuación para determinar la aceleración. v=10.434 t 1.05 v'=10.434(1.05) a=10.955
A la aceleración definimos como valor constante debido a que el exponente 1.05 -1 = 0.05 es decir tiende a cero, por lo que la variable independiente (t) desaparece. Por la propagación de errores, producidas por las mediciones (datos empíricos ), el exponente de la variable t en la segunda derivada , la hemos igualada a cero..
¿Que representa el área bajo la curva velocidad— tiempo y cuál es su valor? v=16.953 t 1.146
V(cm/s) Debido a que el área bajo la curva es la representación Geométrica de la integral de la velocidad – Tiempo por lo que podemos deducir que su repuesta representa la distancia recorrida en el experimento Δx.
Calcule el error cometido al determinar ésta pendiente por un método experimental.
Errores de 5Hz Er=ΔT Texp Er%=Texp-Tcal Texp
t(s)
T exp 0 0,1 0,5 1 1,7 2,6 3,8 5,1 6,6 8,4 10,3 12,5 14,8 17,4 20,1 23 26,2 29,6 33,1 36,9 40,8 45 49,4 53,9 58,7 63,6 68,8 74,2 79,7 85,5 91,4 97,6 104 110,5 119,2
-
T cal NTS 0,1 0,4 0,9 1,6 2,4 3,5 4,8 6,2 7,9 9,7 11,7 14,0 16,4 19,0 21,8 24,8 28,0 31,4 35,0 38,8 42,8 46,9 51,3 55,9 60,6 65,6 70,7 76,0 81,6 87,3 93,2 99,3 105,6 112,1
Resultad o NTS 0,0 0,1 0,1 0,1 0,2 0,3 0,3 0,4 0,5 0,6 0,8 0,8 1,0 1,1 1,2 1,4 1,6 1,7 1,9 2,0 2,2 2,5 2,6 2,8 3,0 3,2 3,5 3,7 3,9 4,1 4,4 4,7 4,9 7,1
Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div Div
T exp 0 0,1 0,5 1 1,7 2,6 3,8 5,1 6,6 8,4 10,3 12,5 14,8 17,4 20,1 23 26,2 29,6 33,1 36,9 40,8 45 49,4 53,9 58,7 63,6 68,8 74,2 79,7 85,5 91,4 97,6 104 110,5 119,2
error relativo error % NTS 0,03 3,0 0,2 22,4 0,1 12,7 0,09 8,7 0,07 6,7 0,08 8,1 0,07 6,8 0,06 5,9 0,06 6,5 0,06 5,8 0,06 6,1 0,06 5,6 0,06 5,8 0,05 5,4 0,05 5,1 0,05 5,2 0,05 5,3 0,05 5,1 0,05 5,1 0,05 4,9 0,05 4,9 0,05 5,0 0,05 4,8 0,05 4,8 0,05 4,7 0,05 4,7 0,05 4,7 0,05 4,6 0,05 4,6 0,04 4,5 0,04 4,5 0,04 4,5 0,04 4,4 0,06 5,9
➢
Partiendo de la grafica velocidad—tiempo realice una grafica de aceleración— tiempo y diga si hay o no diferencia entre la aceleración media e instantánea en este caso. a=19.428
Velocidad V(cm/s)
t(s)
En este tipo de grafica la aceleración es constante por lo tanto no existe diferencia entre la aceleración media y aceleración instantánea; y la pendiente no existe . ➢
¿Qué ocurrirá si la masa aceleradora fuera más grande, ¿se cumpliría este movimiento o no? Como podemos darnos cuenta, en las formulas de cinemática en el movimiento rectilíneo uniformemente variado la masa no interviene en el movimiento, es decir que aunque la masa varié el tipo de movimiento no va a de variar.
