Laboratorio de fisica 1 Informe N04 MRUV UPAo PDF

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1

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE VARIADO NOMBRE: Dulce Valdez Maza 1. OBJETIVOS 1.1. 1.2. 1.3. 2.

Comprobar las leyes del Movimiento Rectilíneo Uniformemente variado (M.R.U.V.). Comprobar que en el M.R.U.V. la velocidad aumenta proporcionalmente con el tiempo Determinar la aceleración del móvil con M.R.U.V.

FUNDAMENTO TEÓRICO El movimiento rectilíneo uniformemente variado en una dimensión es el movimiento donde la aceleración media es constante e igual a la aceleración instantánea. Las leyes del movimiento rectilíneo uniformemente variado (M.R.U.V.) para un móvil que parte del reposo (velocidad inicial cero), son: La posición varía cuadráticamente con el tiempo = La velocidad varía proporcionalmente con el tiempo La aceleración se mantiene constante Donde, el concepto de velocidad media que usamos es:

:

: :

x

1 2

a

(2)

a = const.

(3)

vm =

x = v t 2

v = 2 vm

RESUMEN (

(1)

v=at

ó

3.

t2

(4)

)

En esta práctica de movimiento rectilíneo uniforme, he logrado calcular la velocidad constante a través del método gráfico y estadístico, para lograr obtener estos resultados primero tomamos el tiempo que tardaba en llegar de un punto a otro a través de un simulador, luego de ello graficamos para obtener la ecuación empírica del método gráfico, luego utilizamos las fórmulas de ecuaciones empíricas para poder resolver el método estadístico, al obtener estos resultados los comparamos en una tabla y podemos notar que la diferencia no es mucha. Después de realizar todo lo mencionado resolvemos las conclusiones y la discusión.

4. MATERIALES E INSTRUMENTOS (

)

Materiales

Instrumentos

Precisión

Simulador virtual

Regla

1m

Calculadora científica

Cronómetro

0.01s

Papel milimetrado

5.

MÉTODO, ESQUEMA Y DATOS EXPERIMENTALES (

)

5.1 Utilice el siguiente simulador : http://ophysics.com/k7.html y controle el tiempo con ayuda de su cronómetro digital, para realizar las mediciones para las distancias mostradas en la tabla 1. Considere las siguientes condiciones iniciales en el simulador : xo= 0 Vo= 0 con una a= 2m/s 2 Complete la Tabla 1. Tabla 1 x

N

t1

t

t

(s

2

3

)

(

t

t

t

vm

v

a

4

(

2

(m/

(m/

(m/

(

s

(

s)

s)

s2)

)

s

2.81

2.81

0.79

m

(

(

s

)

s

s

)

3.5

) 3.55

) 3.6

3.58

3.56

) 12.66

5.28

5.25

5.3

5.28

5.28

27.85

3.79

3.79

0.72

6.4

6.45

6.45

6.42

6.43

41.34

4.67

4.67

0.73

7.4

7.42

7.41

7.4

7.41

54.87

5.40

5.40

0.73

8.35

8.32

8.36

8.34

8.34

69.60

5.99

5.99

0.72

9.06

9.03

9.05

9.05

9.05

81.86

6.63

6.63

0.73

9.65

9.7

9.68

9.7

9.68

93.75

7.23

7.23

0.75

10.3

10.28

10.28

10.3

10.29

105.8 8

7.77

7.77

0.76

1

1 0

2

2 0

3

3 0

4

4 0

5

5 0

6

6 0

7

7 0

8

8 0

2

6.

ANÁLISIS, RESULTADOS Y DISCUSIÓN (

).

Análisis Gráfico: 6.1. Con la Ecuación 4 complete la Tabla 1 y grafique en papel milimetrado x en función de t. ¿Qué tipo de relación existe entre x y t ? Relación POTENCIAL, t=kxn ; n>1 6.2. Usando los datos de la Tabla 1, grafique en papel milimetrado x en función de t2. ¿Qué tipo de relación existe entre x y t2 ? Relación lineal : x= (0 + 0.76 t2 ) m 6.3 Si la gráfica x vs. t2 es la de una relación lineal, determine en la misma gráfica el intercepto A 1 y la pendiente B1 y luego escriba la ecuación empírica: B1 = 0.76 m/s2

A1 = 0 m Ecuación empírica: x= (0 + 0.76 t2 ) m

6.4 Compare la ecuación del ítem anterior con la Ecuación 1 y deduzca el valor de la aceleración x=1/2 at2 ; x=0+0.76t2 ; entonces : 2

2

½ at =0+0.76t ½ a = 0.76 a= 0.76(2)

a= 1.52 m/s2 6.5 Usando los datos de la Tabla 1, grafique en papel milimetrado v en función de t.¿Qué tipo de relación existe entre v y t ? • Con el transcurso del tiempo la velocidad va incrementando proporcionalmente con respecto al tiempo. • Relación lineal. 6.6 Si la gráfica v vs. t muestra una relación lineal, determine en la misma gráfica las constantes de la recta y escriba la ecuación empírica correspondiente. A2 = 0.2 m/s Ecuación:

B2 = 0.704 m/s2 v= ( 0.2 + 0.704 t) m/s

6.7. Comparando la ecuación del ítem anterior con la Ecuación 2 deduzca el valor de la aceleración: v= ( 0.2 + 0.704 t) m/s ; v=at ; Entonces: 0.2 +0.704 t = a t 0.2 +0.704 = a

0.904 m/s2 = a

6.8 ¿Qué relación existe entre B1 y B2? •Ambas nos dicen cuanto acelera el cuerpo aproximadamente, según los datos recopilados en dicho experimento.

Análisis Estadístico: 6.9 Complete la Tabla 2 haciendo el cambio de variables: X = t y Y = v. Tabla 2 N

Xj = tj (s)

Yj = vj (m/s)

Xj

2

2

(Y-Bx-A)

1

3.56

2.81

Xj Yj 10

2

5.28

3.79

20

27.85

0.00990

3

6.43

4.67

30

41.34

0.00582

4

7.41

5.40

40

54.87

0.00426

5

8.34

5.99

50

69.60

0.02679

6

9.05

6.63

60

81.86

0.00222

7

9.68

7.23

70

93.75

0.00655

8

10.29

7.77

80

105.88

0.03112



60.04

44.30

360.00

487.81

0.1245

12.66

0.03783

6.10 Con las fórmulas de los cuadrados mínimos y las sumatorias de la Tabla 2, calcule las constantes y la ecuación empírica. Utilice el procedimiento detallado en el experimento sobre Ecuaciones Empíricas. A3 = 0.02  0.065

B3 = 0.74  0.01

Ecuación empírica: v = (0.02 + 0.74 t) m/s 6.11 Compare B3 con B2 y decida cuál de ellos se toma como mejor valor de la aceleración. •

Se toma el valor que más se aproxime a la aceleración teórica.

6.12 ¿Por qué no es cero el valor del intercepto A2 ó A3?

• Los valores de los interceptos no pueden ser 0, porque en todo proceso de la toma de cálculos o medidas siempre está presente el error humano. RESULTADOS A

B

Ecuación Empírica

Aceleraci ón

Grafico: x vs t2

0

0.76

x= (0 + 0.76 t2 ) m

1.52 m/s2

Gráfico: v vs t

0.2

0.704

0.904 m/s2

Estadístico: v vs t

0.02

0.74

v= ( 0.20 + 0.704 t) m/s v = (0.02 + 0.74 t)m/s

Método

m/s2

7.

CONCLUSIONES ( 7.1.

).

¿Qué resultados demuestran que el movimiento de la esfera es M.R.U.V.? •Con los datos obtenidos en el proceso de cálculo se ha demostrado que el movimiento pertenece al MRUV, debido que cuenta con aceleración constante y con un intervalo de tiempo la velocidad es variable.

7.2. De dos ejemplos del M.R.U.V. • Un velocista que acelera paso a paso constantemente hasta llegar a correr. • Un tren que frena al llegar a la estación.

7.3.

¿Cómo influye el cambio de inclinación del plano inclinado sobre la aceleración de la esfera?

En que dependiendo la inclinación del plano la esfera acelera o desacelera.

8.

BIBLIOGRAFÍA

(

)

(Indique: Autor, Título, Editorial, fecha, edición, página)

   

9.

Pérez Montiel, Héctor. Física 1. 3ª ed. México, Patria, 2016. Héctor Gómez y Rafael Ortega. Fisica I con Enfoque por Competencias. EE.UU, Cengage, (2016). 3a Ed, pag 91 – 93. Tippens, Paul E. Física, conceptos y aplicaciones, México: Mc Graw Hill. (2007). Pag 132. Jorge Tejero, Movimiento rectilíneo uniformemente variado MRUV, 25 de julio del 2017 , https://matemovil.com/movimiento-rectilineo-uniformemente-variado-ejercicios-resueltos/

CALIDAD Y PUNTUALIDAD

(

)

GRÁFICAS:

GRÁFICA x vs t :

Gráfica x vs t2 :

Gráfica v vs t :

HOJA DE CÁLCULO:...