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1

15 oct 2020 Franco David Hipo Quito 1091810 Riki Alejandro Orozco Gomez 1122068 Maryhury Alexandra Vera Cote 1122091 York Harles Mendoza Leal 1192658 MOVIMIENTO RECTILINEO Introducción En el siguiente informe, se va a evidenciar una serie de cuadros o tablas con unos datos que fueron tomados de un programa elaborado para visualizar el movimiento rectilíneo, esos datos se van a utilizar para realizar diferentes gráficos según los datos registrados o las preguntas realizadas en el taller mostrando su dirección o comportamiento a la hora de realizar dicha gráfica. Después de realizar lo anterior se hallarán sus pendientes y se sacaran conclusiones según los resultados.

Objetivo General: Analizar el movimiento de un móvil que se desliza en una trayectoria rectilínea, sin rozamiento, a lo largo de un riel. Objetivos específicos 1. Identificar las características del movimiento rectilíneo uniforme. 2. Mediante las gráficas, deducir características entre las variables y comprender las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme y del movimiento rectilíneo uniformemente variado.

Guías Laboratorio virtuales de Física I - UFPS

Movimiento rectilíneo

2

Teoría Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria en línea recta.

A.- Movimiento Rectilíneo Uniforme El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por: 

Se realiza sobre una línea recta.



Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

 

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Aceleración nula.



La posición X en cualquier instante t viene dada por:

X = Xo + V t Donde

Xo es la posición inicial, V es la velocidad constante y t el tiempo del movimiento.

B.- Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado.

El movimiento uniformemente variado (MRUV) presenta tres características fundamentales: l La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes. l La velocidad varía linealmente respecto del tiempo. l La posición varía según una relación cuadrática respecto del tiempo.

Las relaciones para este movimiento son:

V = Vo + a

Guías Laboratorio virtuales de Física I - UFPS

Movimiento rectilíneo

V2 = Vo2 + 2aX X = Vo t + ½ a t2 Donde Vo es la velocidad inicial, V es la velocidad final, a es la aceleración y t es el tiempo.

Procedimiento 1. Pulse el siguiente link: http://labovirtual.blogspot.com/search/label/Movimientos %20rectil%C3%ADneos Para visualizar la Figura 1.

Figura 1 A TENER EN CUENTA: l Mediante las flechas selecciona las condiciones iniciales del movimiento, posición inicial, velocidad inicial y aceleración. l Para iniciar pulsa el botón "INICIAR" l Pulsar el botón "ANOTAR" para anotar los datos en ese instante en la tabla. Procura que los datos que anotes abarquen todo el recorrido del móvil.

A: MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME 1. Estudio de la velocidad Realiza tres experiencias diferentes con experiencia): a. Xo=0 m; Vo=1 m/s; a=0 m/s2. b. Xo=0 m; Vo=3 m/s; a=0 m/s2. c. Xo=0 m; Vo=5 m/s; a=0 m/s2.

los siguientes valores (tome 5 valores en cada Lleve estos valores a la Tabla 1 Lleve estos valores a la Tabla 2 Lleve estos valores a la Tabla 3

Tabla 1

Tabla 2

Tabla 3

t

x

v

t

x

v

t

x

v

0

0

1

0

0

3

0

0

5

1.04

1.04

1

0.3

0.9

3

0.2

1

5

2.04

2.04

1

0.68

2.04

3

0.42

2.1

5

3.02

3.02

1

1.02

3.06

3

0.62

3.1

5

4

4

1

1.38

4.14

3

0.8

4

5

4.98

4.98

1

1.64

4.92

3

0.98

4.9

5

6.02

6.02

1

2

6

3

1.2

6

5

d. Representa la gráfica x(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

la tabla uno logra recorrer la misma distancia que la tabla 2 y 3 pero con mayor tiempo en su transcurso ya que su velocidad es menor a consideración de las otras 2 tablas. e. Calcula la pendiente de cada recta y comprueba que coincide con la velocidad. Tabla 1:

m=

6.02− 1.04 4.98 = =1 6.02− 1.04 4.98

Tabla 2:

m=

6 −0.9 5.1 = =3 2− 0.3 1.7

Tabla 3:

m=

5 6− 1 = =5 1.2− 0.2 1

Podemos ver según los resultados que las pendientes si coinciden con la velocidad en las tablas 1,2 y 3.

f. Dibuja las gráficas v(t) para cada una de las experiencias (utiliza los mismos ejes). ¿Qué conclusión obtienes?

T(S)

Se puede decir que sus velocidades con constantes, las tres tienen su aceleración en 0.

2. Estudio de la posición inicial Realiza tres experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 5 valores en cada experiencia): a. b. c.

Xo=-4 m; Vo=3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 4 Xo=0 m; Vo=3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 5 Xo=4 m; Vo=3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 6

Tabla 4 t

X

V

Tabla 5 X

t

V

Tabla 6 X V

t

0

-4

3

0

0

3

0

4

3

0.34

-2.98

3

0.36

1.08

3

0.36

5.08

3

0.68

-1.96

3

0.7

2.1

3

0.68

6.04

3

1 1.4

-1 0.2

3 3

1.02 1.38

3.06 4.14

3 3

1 1.36

7 8.08

3 3

1.68

1.04

3

1.7

5.1

3

1.7

9.1

3

d. Representa la gráfica x(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

Se observa que las tres rectas son paralelas una de la otra, que sus pendientes son iguales, que inician en puntos diferentes por su posición. e.

Calcula la pendiente de cada recta y comprueba que coincide con la velocidad. Tabla 1:

m=

1.04 −( − 2.98 ) 4.02 =3 = 1.34 1.68 −0.34

Tabla 2:

m=

5.1 −1.08 4.02 = =3 1.7 −0.36 1.34

Tabla 3:

m=

9.1 −5.08 4.02 =3 = 1.7 −0.36 1.34

Sus pendientes si son iguales a la velocidad en las tablas.

f. Dibuja las gráficas v(t) para cada una de las experiencias (utiliza los mismos ejes). ¿Qué conclusión obtienes?

se observa que las tres rectas están una sobre la otra debido a que las tres tienen la misma velocidad por tal razón parece que fuera una sola línea recta. 3. Estudio del signo de la velocidad Realiza dos experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 4 valores en cada experiencia): a. Xo=4 m; Vo=3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 7 b. Xo=4 m; Vo=-3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 8

t

X

0 1.4

0 0.98

2 2.46

V

t

X

0 1.4

0 1.02

0 1.04

2

2

1.44

3.03

2.46

1.76

2.86

4.09

2.86

3.16

4.99

3.46

5.99

V

t

V

0 0.72

0 1.04

0 2.88

2.07

2.88

1.04

2.16

4.16

3.1

3.52

1.24

3.08

4.96

2.02

4.08

4.04

1.44

4.15

5.76

3.16

2.24

5.02

4.48

1.6

5.12

6.4

3.46

2.5

6.25

5

1.76

6.2

7.04

Tabla 7 t

c.

X

0 2.04

X

Tabla 8 V

t

X

V

0

4

3

0

4

-3

0,34 0.68

5.02 6.04

3 3

0.3 0.66

3.1 2.02

-3 -3

1.02

7.06

3

0.98

1.06

-3

1.36

8.08

3

1.3

0.1

-3

1.68

9.04

3

1.66

-0.98

-3

2.02

10.06

3

1.98

-1.94

-3

Representa la gráfica x(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes? Podemos observar que la recta de la tabla 1 tiene una pendiente positiva y la tabla 2 una pendiente negativa, lo cual provoca que una sea creciente y otra decreciente al momento de graficar.

d. Calcula la pendiente de cada recta y comprueba que coincide con la velocidad.

Tabla 1:

m=

10.06− 5.02 5.04 = =3 2.02 − 0.34 1.68

Tabla 2:

m=

− 1.94 − 3.1 −5.04 = =−3 1.98 −0.3 1.68

4. Problema de dos móviles

b.

Realiza dos experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 4 valores en cada experiencia): a. Xo=0 m; Vo=1 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 9 Xo=10 m; Vo=-3 m/s; a=0 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 10 Tabla 9 t

X

V

Tabla 10 X V

t

0

0

1

0

10

-3

1.04

1.04

1

0.32

9.04

-3

2.04

2.04

1

0.62

0.98

-3

3.02

3.02

1

0.98

7.06

-3

4

4

1

1.32

6.04

-3

4.98

4.98

1

1.64

5.08

-3

6.02

6.02

1

1.98

4.06

-3

d. Representa la gráfica x(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

t

X

0 1.4

0 0.98

2 2.46

V

t

X

0 1.4

0 1.02

0 1.04

2

2

1.44

3.03

2.46

1.76

2.86

4.09

2.86

3.16

4.99

3.46

5.99

V

t

X

V

0 2.04

0 0.72

0 1.04

0 2.88

2.07

2.88

1.04

2.16

4.16

3.1

3.52

1.24

3.08

4.96

2.02

4.08

4.04

1.44

4.15

5.76

3.16

2.24

5.02

4.48

1.6

5.12

6.4

3.46

2.5

6.25

5

1.76

6.2

7.04

Podemos concluir q sus pendientes son diferentes, una negativa y otra positiva. Que también parten de posiciones distintas y que en algún momento tenderán se cortaran. e.

Las gráficas representan el movimiento de dos móviles que parten al mismo tiempo de dos posiciones diferentes y con velocidades con sentidos opuestos. ¿Cuánto tiempo tardan en encontrarse? ¿En dónde se encuentran? Si observamos la gráfica, podemos deducir que se cortaran entre ellas a los 2.4 s, en el punto (2.4-2.4).

B. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME ACELERADO 5. Estudio de la aceleración Realiza tres experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 5 valores en cada experiencia): a. Xo=0 m; Vo=0 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 11 b. Xo=0 m; Vo=0 m/s; a=2 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 12 c. Xo=0 m; Vo=0 m/s; a=4 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 13

t

X

0 1.4

0 0.98

2 2.46

V

t

X

0 1.4

0 1.02

0 1.04

2

2

1.44

3.03

2.46

1.76

2.86

4.09

2.86

3.16

4.99

3.46

5.99

V

t

X

V

0 2.04

0 0.72

0 1.04

0 2.88

2.07

2.88

1.04

2.16

4.16

3.1

3.52

1.24

3.08

4.96

2.02

4.08

4.04

1.44

4.15

5.76

3.16

2.24

5.02

4.48

1.6

5.12

6.4

3.46

2.5

6.25

5

1.76

6.2

7.04

Tabla 11

Tabla 12

Tabla 13

d. Representa la gráfica V(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

Podemos concluir que las tres rectas tiene pendientes diferentes, pero todas positivas. e.

¿Qué diferencia encuentras entre estás gráficas y las obtenidas en el numeral1? Se puede diferenciar que en este caso no son constantes en su velocidad, debido a su aceleración.

f.

Determina la pendiente de cada recta y comprueba que se corresponde con la aceleración.

Tabla 1:

m=

3.46 −1.4 2.06 = =1 3.46 −1.4 2.06

Tabla 2:

m=

5 − 2.04 2.96 = =2 2.5− 1.02 1.48

Tabla 3:

m=

7.04 −2.88 4.16 = =4 1.76 − 0.72 1.04

2. Estudio de la posición inicial Realiza tres experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 5 valores en cada experiencia): a. Xo=-4 m; Vo=0 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 14 b. Xo=0 m; Vo=0 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 15 c. Xo=4 m; Vo=0 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 16 Tabla 14

Tabla 15

Tabla 16 t

t

X

0

0

1.4 2

V

t

X

V

0

0

4

0

0.98

1.4

1.42

5.01

1.42

2

2

2.04

6.08

2.04

2.46

3.03

2.46

2.5

7.13

2.5

2.86

4.09

2.86

2.86

8.09

2.86

X

V

0

-4

0

1.42 2.04

-2.99 -1.92

1.42 2.04

2.48

-0.92

2.48

2.86

0.09

2.86

3.2

1.12

3.2

3.5

2.13

3.5

d. Representa la gráfica V(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

Podemos concluir que en el grafico anterior se puede observar que las tres graficas están en casi las mismas coordenadas debido a que sus aceleraciones son iguales y su velocidad y tiempo también arrancan en 0, gracias a eso se puede contemplar solo una línea recta.

e.

¿Qué representa la ordenada en el origen de las rectas obtenidas? Esta representa la velocidad de cuando ya ha transcurrido aproximadamente 1 a 2 segundos en la muestra.

3. Estudio del signo de la aceleración Realiza dos experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 4 valores en cada experiencia): a. Xo=4 m; Vo=0 m/s; a=2 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 17 b. Xo=4 m; Vo=0 m/s; a=-2 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 18 Tabla 17

Tabla 18 t

t

X

X

V

0

4

0

1.02

5.04

2.04

1.44

6.07

2.88

1.76

7.1

3.52

2.02

8.08

4.04

2.26

9.11

4.52

2.48

10.15

4.96

V

0

4

0

0.96

3.08

-1.92

1.42

1.98

-2.84

1.74

0.97

-3.48

2.02

-0.08

-4.04

2.22

-0.93

-4.44

2.48

-2.15

-4.96

c. Representa la gráfica V (t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

Se concluye que las dos graficas tienen pendientes diferentes, una negativa otra positiva debido a que una tiene aceleración positiva y otra negativa.

d. Calcula la pendiente de cada recta y comprueba que coincide con la aceleración.

Tabla 1:

m=

4.96 −2.04 2.92 = =2 2.48 −1.02 1.46

Tabla 2:

m=

−1.92 + 4.96 3.04 = =2 2.48 − 0.96 1.52

4. Estudio de la velocidad inicial Realiza tres experiencias diferentes con los siguientes valores (tome 5 valores en cada experiencia): a. Xo=0 m; Vo=0 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 19 b. Xo=0 m; Vo=2 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 20 c. Xo=0 m; Vo=4 m/s; a=1 m/s2. Lleve estos valores a la Tabla 21 d. Representa la gráfica V(t) para cada una de las experiencias. Utiliza los mismos ejes, puedes dibujar cada gráfica de distinto color. ¿Qué conclusión obtienes?

Podemos concluir que las anteriores rectas son paralelas debido a que tiene la misma aceleración y arrancan con velocidades diferent...