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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

NOMBRE DEL ESTUDIANTE: Ludeña Jiménez Kevin Fabián FACULTAD: Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas CARRERA: Ingeniería Civil - Rediseño

FECHA: 13/01/2021

SEMESTRE: Primero

GRUPO N. Seleccione

PARALELO: S1P1

PRÁCTICA N°. 04

TEMA: Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (pista neumática). Objetivos 1. Analizar las características del Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.). 2. Definir la velocidad instantánea y la velocidad media. 3. Establecer las ecuaciones del movimiento. Equipo de Experimentación

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Pista neumática. Contador de tiempo (Timer 4-4). Sensores. Materiales de conexión. Cuerpo de Prueba. Elementos de soporte.

Fundamento Conceptual • • •

Introducción a la mecánica. Conceptualización de la Cinemática: trayectoria, posición, velocidad, velocidad instantánea y velocidad media. Características, principios, leyes, ecuaciones del M.R.U.V. Procedimiento Velocidades instantáneas

1. Armar el equipo de acuerdo a la Figura 1.

2. Nivelar la pista neumática con el compresor encendido en el nivel 3; verificar con el nivel del ojo y manipulando los tornillos calantes de la base soporte. 3. Conectar el contador de tiempo y pulsar la tecla de Mode en la primera posición (mide el tiempo en que se demora en pasar la pantalla por cada sensor) y acoplar al disparador. 4. Ubicar los sensores en diferentes posiciones a lo largo de la pista y a una altura tal que la pantalla del móvil pase por debajo de los sensores. 5. Registrar el valor del tamaño de la pantalla (L). (0,10 m). 6. Ubicar el móvil en la posición inicial y mantenerla fija. 7. Resetear el contador (verificar que las pantallas marquen cero). 8. Dejar en libertad el cuerpo de prueba. 9. Registrar en la Tabla 1, los tiempos (t) que aparecen en el contador, correspondientes a las posiciones de cada sensor (los valores anotar de forma vertical). 10. Repetir el procedimiento (6, 7, 8) por tres ocasiones. Velocidades finales 1. Revisar los pasos del 1 al 2 del procedimiento anterior. 2. Registrar en la Tabla 2, las posiciones de cada sensor utilizando la escala de la pista neumática y la posición inicial del móvil. 3. Pulsar la tecla Mode del contador en la segunda posición (mide el tiempo de recorrido del móvil a partir de la posición inicial). 4. Resetear el contador (verificar que las pantallas marquen cero). 5. Ubicar el móvil en la posición inicial y mantenerla fija. 6. Presionar el disparador para dar inicio al movimiento. 7. Registrar en la Tabla 2, los tiempos (t) que aparecen en el contador correspondiente a las posiciones de cada sensor. 8. Repetir el procedimiento (4, 5, 6, 7) por cuatro ocasiones. Registro de Datos Tabla 1: Velocidades instantáneas.

Tabla 1: Velocidad media.

Cuestionario 1. Graficar y analizar el diagrama 𝑥 = 𝑓(𝑡𝑝), con los valores de la Tabla 2: 𝐸𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎: 𝑥 = 1𝑐𝑚: 0,14(𝑚) 𝑡𝑝 = 1𝑐𝑚: 0,47(𝑠)

La gráfica 𝑥 = 𝑓(𝑡𝑝), es una línea curva correspondiente a una rama de parábola de pendiente variable y positiva que pasa por el origen.

2. Graficar y analizar el diagrama 𝑥 = 𝑓(𝑡𝑝 2 ), con los valores de la Tabla 2: ∆𝑥 = 𝑓(𝑡𝑝2 )

𝐸𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎: 𝑥 = 1𝑐𝑚: 0,141(𝑚) 𝑡𝑝2 = 1𝑐𝑚: 2,26(𝑠 2 )

∆𝑥 = 𝑥𝑓 − 𝑥𝑜 = 0,4

2 ∆𝑡𝑝2 = 𝑡𝑝𝑓 − 𝑡2𝑝𝑜 = 5,346

La gráfica 𝑥 = 𝑓(𝑡𝑝2 ), es una línea recta de pendiente constante, positiva y tiene ordenada al origen.

3. Graficar y analizar el diagrama 𝑣𝑖 = 𝑓(𝑡𝑝 ) , (utilizar la vi de la Tabla 1 y tp de la Tabla 2). 𝐸𝑠𝑐𝑎𝑙𝑎:

𝑉 = 𝑓(𝑡𝑝)

𝑉 = 1𝑐𝑚: 0,0595(𝑚/𝑠) 𝑡𝑝 = 1𝑐𝑚: 0,476(𝑠)

∆𝑉 = 𝑉𝑓 − 𝑉𝑜 = 0,121

∆𝑡𝑝 = 𝑡𝑝𝑓 − 𝑡𝑝𝑜 = 0,836

La gráfica 𝑣𝑖 = 𝑓(𝑡𝑝 ), es una línea recta de pendiente constante y positiva que pasa por el origen. Lo que significa que la velocidad varía en forma directamente proporcional tiempo promedio. 𝑉 ∝ 𝑡𝑝 Físicamente la constante k representa la aceleración ejercido en el sistema. 𝑘 𝑒 [𝐿𝑇 −2 ] 𝑘 = 0,144 𝑡𝑝 La ecuación horaria es: 𝑉 = 0,144 𝑡𝑝

4. Establecer las ecuaciones del movimiento. Las ecuaciones del movimiento uniformemente acelerado son las siguientes: Posición: 𝑥 = 𝑥𝑜 + (𝑣 ∙ 𝑡) 𝑥 = 0,18 + (0,48 ∙ 4,228) 𝑥 = 2,21

Velocidad:

Aceleración: ∆𝑥 𝑣= ∆𝑡 𝑥 − 𝑥𝑜 𝑣= 𝑡 − 𝑡𝑜 1,60 − 0,18 𝑣= 4,228 − 0 𝑣 = 0,33𝑚/𝑠

Es un movimiento con velocidad constante, así que no existe aceleración.

CONCLUSIONES Gracias a la experimentación y en base a los conocimientos aprendidos, llegamos a las siguientes conclusiones: • El Movimiento Rectilíneo Uniforme tiene una velocidad constante, por lo tanto, no tiene aceleración. • En MRU se cumple que, en tiempos iguales, distancias iguales. • El movimiento tiene una trayectoria en línea recta. • La grafica de la velocidad en función del tiempo siempre será una línea paralela sobre el eje de las abscisas ya que su velocidad siempre es constante.

Bibliografía. Alvarenga B., y Ribeiro da Luz A. (1983). Física general con experimentos sencillos (3ª ed.). México D.F., México: Harla S.A. Beer P., Russell J., Mazuker D. y Eisenberg E. (2010). Mecánica vectorial para ingenieros- Estática (9ª ed.). México D.F., México: McGraw-Hill Educación. Blatt F. (1995). Fundamentos de la física (3ª ed.) México D.F., México: Prentice-Hall Hispanoamérica, S.A. Wilson J., Buffa A. y Lou B. (2009). Física. (6ª ed.) México D.F., México: Pearson Education...