Informe de laboratorio MRU PDF

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Laboratorio de MRU...

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Resumen En el laboratorio presente se estudió lo que tiene que ver con el Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) con el fin de comprender sus características, relacionando en sí los datos experimentales dados para hallar un resultado. El principal propósito que se tiene es poder entender uno de los tantos fenómenos que podemos encontrar en nuestro diario vivir como lo es el movimiento, que con ayuda de prácticas experimentales virtuales y a distancia se llevó a cabo dicho experimento; teniendo en cuenta efectos que pueden producir cambios en el mismo, tales como la aceleración, velocidad, posición y el tiempo, entre otros. Para esto, se manejó la plataforma: Walter Fendt, 2 noviembre 2000 con el enlace: https://www.walter-fendt.de/html5/phes/acceleration_es.htm en el cual se tomó 3 tiempos para 8 posiciones, lo que daría como resultado un total de 24 tiempos. Y así por medio de tablas y gráficas representar de forma impecable y precisa los resultados. Palabras claves: Tiempo, velocidad, aceleración, posición y distancia.

Introducción En física se le considera movimiento a un desplazamiento o traslado de cualquier cosa. En palabras más breves es un cambio de posición respecto del tiempo medido por un cierto observador. Es un fenómeno simple y a la vez complejo que por su facilidad de observación y estudio se puede trabajar en él desde un sistema de referencia. El movimiento se realiza con estudio de la cinemática y dinámica. En función de la elección del sistema de referencia quedan definidas las ecuaciones del movimiento que determinan la posición, la velocidad y la aceleración del cuerpo en cada instante de tiempo. Todo movimiento puede representarse y estudiarse mediante gráficas. Las más habituales son las que representan el espacio, la velocidad o la aceleración en función del tiempo, su medición es mediante kilometraje o metros sobre segundo. Pero se caracteriza movimiento rectilíneo uniforme a aquel objeto que describe una trayectoria recta a velocidad constante, dado que su aceleración es nula. 1. Movimiento rectilíneo uniforme (Marco teórico): Se le conoce como movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) o en otros países movimiento rectilíneo constante (M.R.C.) a aquel que recorre una trayectoria recta y mantiene una velocidad constante, es decir no cambia el valor de ésta última ni para más ni para menos, teniendo esto en cuenta esto da resultado a que el movimiento rectilíneo uniforme esté relacionado con que:  

El espacio recorrido es igual que el desplazamiento. En tiempos iguales se recorren distancias iguales.



La rapidez o celeridad es siempre constante y coincide con el módulo de la velocidad.

Entre las variables de (M.R.U.) la más resaltable seria la velocidad que al ser constante en todo momento será igual a la velocidad inicial. [1] V =v 0=cte

(1)

Donde:  V es la velocidad.  V0 es la velocidad inicial.

Figura 1.1: Gráfica de velocidad en relación con el tiempo en M.R.U

En cuanto a la posición es la suma de la posición inicial con la velocidad multiplicada con el tiempo [2], mejor expresada de la siguiente forma: x=V 0 +v ⋅t

(2)

Donde:   

X0 es la posición inicial. V es la velocidad que tiene el cuerpo a lo largo del movimiento. t es el intervalo de tiempo durante el cual se mueve el cuerpo.

Figura 1.2: Gráfica de posición en relación con el tiempo en M.R.U

Nota: La inclinación de la recta de la gráfica depende de la velocidad. A mayor pendiente, mayor velocidad.

Por último, para la aceleración se sabe que su valor a lo largo del movimiento siempre es cero [3], por lo tanto, quedaría de la siguiente forma: a=0

(3)

Figura 1.3: Gráfica de la aceleración en relación con el tiempo en M.R.U

2. Montaje y procedimiento. Usando la plataforma tecnológica con el link proporcionado [4] realizaremos un montaje de M.R.U. en el cual se emplearán las siguientes características a tomar en cuenta:

 https://www.walter-fendt.de/html5/phes/acceleration_es.htm (4)

Figura 2.1: Vista principal de la plataforma con nuestros datos seleccionados.



Utilizaremos una velocidad inicial de 8 m/s y una aceleración de 0 m/s 2 con los cuales tomaremos a cada posición se le tomará 3 tiempos dando clic en iniciar-pausar cada que el objeto en este caso un auto se encuentre en la posición deseada.

Figura 2.2: Montaje de experimento M.R.U. en la vida real.

Resultados X

Posición (m) Tiempo 1 (s) Tiempo 2 (s) Tiempo 3 (s) Tiempo promedio

0,000 0 0 0 0,00

5,78 10,91 15,7 20,82 25,94 30,44 35,47 0,72 1,36 1,96 2,60 3,17 3,80 4,48 0,76 1,36 1,97 2,56 3,20 3,88 4,5 0,72 1,32 1,96 2,57 3,19 3,85 4,44 0,73 1,35 1,96 2,58 3,19 3,84 4,47

1: Al graficar los datos de la tabla anterior podemos toparnos con una gráfica de tipo lineal, esto porque el tiempo es directamente proporcional a la posición y, en palabras mayores nos referimos que a mayor sea la posición o la distancia recorrida por el objeto, mayor será el tiempo.

Posición en función del tiempo. 35

Posición (x)

30 25 20 15 10 5 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Tiempo (s)

Figura 1.1: Gráfica de posición (x) en función con el tiempo (s)

2: La relación que existe entre la variable (x) de la posición y el tiempo es directamente proporcional como ya fue mencionado antes, además lo que relaciona a dichas variables es la constante de velocidad, ya que al no haber aceleración esta última se mantendrá constante y eso hace que el movimiento rectilíneo uniforme sea un movimiento en donde se presenta una trayectoria constante e incambiable. 3: El significado físico que posee la pendiente es netamente una magnitud vectorial que expresa el desplazamiento que hubo en el experimento, teniendo en cuenta los tiempos tomados para la velocidad media y la aceleración nula que fue constante y firme. Y la unidad que conserva es de metros (m).

4: Para calcular el valor de la pendiente utilizaremos la ecuación [1]: y=mx + b

(1)

Donde:  

M es la pendiente. B el intercepto.

Y la cual la pendiente es igual a: y=7,992 x

Se obtienen una gráfica de tipo función constante en este caso la velocidad, ya que no cambia porque la aceleración es nula, en cuanto al tiempo si existe un cambio de posición cada que el objeto cambia de posición.

Pendiente en función con el tiempo. Pendiente (Velocidad)

10 8 6 4 2 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Tiempo (s)

Figura 4.1: Gráfica de pendiente en función con el tiempo.

5: El área bajo la curva equivale al total de la distancia recorrida por el objeto puesto en movimiento. Para calcular el área bajo la curva de la figura 4.1 (Gráfica de la pendiente (Velocidad) en función con el tiempo (s)) usaremos la fórmula [2]: α=b∗h

(2)

Reemplazamos usando las variables de tiempo promedio máximo y la velocidad que es igual a la pendiente calculada en el anterior punto, quedando de la siguiente forma: a=4,47∗7,99

a=45,71

Ahora procedemos a hallar el error o comparar el valor encontrado con el valor real de la distancia recorrida usando la ecuación [3]: ´ (3) E= X I − X Donde:  

XI es el valor resultante. X´ es el valor real. E=35,71 −35,47 E=0,3

En total el error fue de 3% 6. Cuando nos referimos a la pendiente de velocidad en función con el tiempo hacemos ilusión a la aceleración que hubo al momento de empezar el movimiento. Esto significa que si hay aceleración puede que exista un cambio de velocidad cuando empiece dicho movimiento, pero al ser un movimiento rectilíneo uniforme en donde claramente habrá una velocidad constante no existirá la pendiente de aceleración o se le considerará nula. Aunque puede que se vea reflejado una pendiente muy pequeña que puede relacionarse directamente con la comparación del punto anterior, el cual fue de un error de 3%. Para calcular la pendiente de aceleración usaremos de nuevo la fórmula [1]: y=mx + b

(1)

y=0,608

7. La ecuación que relaciona las variables de posición (x) y el tiempo (t) es la ecuación [3]: x∗t=v

(3)

Donde:   

x es la posición. t el tiempo. v la velocidad.

Que al despejarse la velocidad quedaría de la siguiente forma: v=

x t

8. Al día se puede observar el movimiento rectilíneo uniforme en diversas situaciones comunes como:

  

Escaleras eléctricas. Un ascensor. Un carro que viaja por la autopista a velocidad constante. Entre otros.

Conclusiones Después de terminar el laboratorio se pudo observar que:  





El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) se caracteriza porque la velocidad del móvil es constante tanto en módulo como en dirección. Como se comentó reiteradas veces la velocidad depende si hay un cambio en la aceleración, aunque al no ser un movimiento rectilíneo acelerado ésta última no intervino y gracias a eso la velocidad fue precisa y constante. El movimiento rectilíneo uniformemente variado es un estado en el que se puede regir una partícula y este movimiento trata de una velocidad que no es constante, por lo cual podemos concluir que la variación de la velocidad se le conoce como aceleración. En esta práctica hemos podido observar como la física nos demuestra los cambios de movimientos que realizan las partículas y los cálculos respectivos para poder conocer sus magnitudes.

Bibliografía  

https://www.walter-fendt.de/html5/phes/acceleration_es.htm https://www.academia.edu/26091421/Laboratorio_Movimiento_rectil %C3%ADneo_uniforme...