MRUA - Nota: 4,5 PDF

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INFORME DE LABORATORIO FISICA I: MRUA...

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MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO

AUTORES:

UNIVERSIDAD DE CÓRDOBA FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA: INGENIERIA AMBIENTAL

PROFESOR:

ROSBEL JIMENEZ

2019

RESUMEN: En el siguiente informe se pretende estudiar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado presentado de una manera teórico práctica, este movimiento tendrá magnitud sentido y dirección, detallaremos las características que posee, también daremos a conocer los resultados obtenidos experimentalmente realizados en el laboratorio y respectivamente se analizaran sus gráficas y daremos a conocer sus relaciones.

INTRODUCCION: Se dará a conocer el ejercicio experimental y los resultados obtenidos en el laboratorio, Este movimiento es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante, este se refiera al movimiento de un cuerpo en línea recta durante un determinado lapso de tiempo sin embargo, este mantiene una aceleración constante, lo que variara será su velocidad ya que puede disminuir o aumentar se determinara empleando su análisis grafico hallando su pendiente y las ecuaciones que relacionan sus variables. OBJETIVOS: . Determinar experimentalmente las características del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. . Analizar gráficamente el movimiento, y obtener la ecuación de posición y velocidad para un carrito experimental. . Analizar detalladamente sus relaciones y cada una de las variables que involucra este movimiento. MARCO TEORICO: Movimiento: Es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimenta un cuerpo en el espacio, con respecto al tempo y a un punto de referencia.

Variando la distancia de dicho cuerpo con respecto al punto o sistema de referencia, describiendo una trayectoria. MRUA: Es el movimiento de un cuerpo cuya velocidad experimenta aumentos o disminuciones iguales en tiempos iguales. En mecánica el movimiento rectilíneo uniforme acelerado (MRUA) presenta tres características fundamentales: . La aceleración y la fuerza resultante sobre la partícula son constantes . La velocidad varía linealmente respecto al tiempo . La posición varía según una relación cuadrática respecto al tiempo La ecuación espaciotemporal del movimiento uniformemente acelerado está dada por la siguiente formula: xf – x0 = v0 . t + 1/2 .a.t2 Donde la aceleración puede determinarse si se conoce el desplazamiento, la velocidad inicial y el tiempo. De la forma se pueden despejar todas las variables, para aplicarlas según sean los casos que puedan presentarse, dependiendo el problema a resolver y las variables a conocer. PARTE EXPERIMENTAL: 1. En el experimento realizado, se utilizó el riel de aire para hallar una relación funcional entre el espacio recorrido y el tiempo empleado e recorrerlo. 2. El riel de aire es colocado de tal manera que le imprima un impulso inicial al deslizador y no se coloca masa aceleradora. 3. Luego, una vez configurado el sistema de esta forma, se le daba al deslizador un impulso inicial con el disparador y se registraban los datos de espacio y tiempo a una distancia que cambiábamos en cada lanzamiento. 4. Realizamos la medición en 5 ocasiones y se tomaba un promedio para cada distancia. Con esos promedios se construyó una tabla de posición (x) contra tiempo (t).

RESULTADOS (TABLAS) DATOS MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ACELERADO x (cm)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

T1 (S)

0

0,511

0,747

0,929

1,082

0,227

1,350

1,350

1,463

T2 (S)

0

0,520

0,756

0,939

1,092

0,217

1,340

1,340

1,453

Promedio

0

0,516

0,752

0,934

1,087

0,222

1,345

1,345

1,458

T2

0

0,266

0,566

0,872

1,182

1,493

1,809

2,126

2,443

ANÁLISIS DE RESULTADOS (GRÁFICAS) Esta es la gráfica de posición (x) en función del tiempo (t):

CUESTIONARIO 1) Realice la gráfica de posición (x) en función del tiempo (t) para cada caso. ¿Qué tipo de gráfica se obtiene? 2) ¿Qué relación funcional existe entre el espacio recorrido y el tiempo? 3) Calcule las pendientes de la gráfica de posición contra tiempo en dos puntos cualquiera. ¿Qué significado físico posee la pendiente de la gráfica x contra t? ¿Qué unidades posee? ¿Posee el mismo valor en todos los puntos? 4) Realice las gráficas de posición (x) en función del tiempo al cuadrado. ¿Qué tipo de gráfica se obtiene? 5) Halles las pendientes de las gráficas (x) en función de tiempo al cuadrado. ¿Qué unidades posee? 6) Calcule la velocidad media en cada intervalo de tiempo y grafique la velocidad media (v) como función del tiempo (t). ¿Qué tipo de gráfica se obtiene? 7) Halle la pendiente de la gráfica como función del tiempo (t). ¿Qué unidades posee? ¿Qué significado físico tiene? 8) Compare los valores calculados para la pendiente en el punto 5 y 7. ¿Qué concluye? 9) Calcule el área bajo la curva de la gráfica de v como función del tiempo (t). ¿Qué significado físico posee? Halle la ecuación que relacione las variables x y t 10) ¿Qué posibles errores se cometieron en la realización del experimento y como los corregiría? 11) ¿Conoce situaciones reales en las cuales se presente este tipo de movimiento en la naturaleza?

Solución 1)

En este gráfico se puede notar una gráfica de tipo cuadrática. 2) La relación que existe entre el espacio recorrido y el tiempo, es que el espacio recorrido aumenta cuadráticamente en el tiempo. 3)

m=

y 2− y 1 x 2− x 1

Pendiente 1 m=

40 cm−10 cm 1,087 s−0,516 s

m=

30 cm 0,571 s

= 52 cm/s

Pendiente 2 m=

80 cm−50 cm 1,563 s−1,222 s

m=

30 cm 0,341 s

= 88 cm/s

El significado físico que posee la pendiente de la gráfica de posición contra tiempo es que la pendiente es la velocidad. Las unidades que se obtienen son cm/s y por último, no poseen

el mismo valor en todos los puntos ya que estamos hablando de un movimiento acelerado y la velocidad obtendrá un valor diferente en cada instante de tiempo. 4)

La gráfica que se obtiene es una línea recta directamente proporcional. 5)

m=

y 2− y 1 x 2− x 1

m=

60 cm−10 cm 1,809 s−0,266 s

m=

50 cm 1,543 s 2

= 32 cm/s2

Las unidades que posee son cm/s2.

6) Velocidad media:

V1 ¿

10 cm 0,516 s

V2 ¿

20 cm = 27 cm/s 0,752 s

V3 ¿

30 cm = 32 cm/s 0,934 s

V4 ¿

40 cm = 37 cm/s 1,087 s

V5 ¿

50 cm 1,222 s

V6 ¿

60 cm = 45 cm/s 1,345 s

V7 ¿

70 cm = 48 cm/ s 1,458 s

V8 ¿

80 cm = 51 cm/ s 1,563 s

T (s) V (cm/s)

= 19 cm/s

= 41 cm/ s

0,516 19

0,752 27

0,934 32

1,087 37

1,222 41

1,345 45

1,458 48

1,563 51

La gráfica que se obtiene es directamente proporcional ya que a mayor tiempo el cuerpo adquiere mayor velocidad. 7)

m=

m=

y 2− y 1 x 2− x 1

48 cm−27 cm 1,458 s−0,752 s

=

21 cm 0,706 s

= 30 cm/s2

Las unidades que posee son cm/s2 y el significado físico que este posee es su aceleración. 8) Podemos concluir según las pendientes calculadas anteriormente nos representan la aceleración y estas son diferentes entre ellas. 9)

m=

A= 1,047

v∗t 2

A=∆ t=(

( Vf +Vi ) )∆ t=tf −ti 2

( 51 + 19 ) =¿ 36,6 cm2 2

10) En el procedimiento de la práctica se pudieron cometer varios errores, uno de estos posibles errores cometidos durante el experimento, pudo ser al momento de tomar las mediciones de las distancias de los sensores, ya que se realizó con algo no muy

exacto y otro error fue que las mediciones las dio una sola persona que se pudo equivocar al momento de hacer la lectura. Estos errores se pueden corregir teniendo una herramienta de medición más exacta y que las mediciones las lean varias personas. 11) El Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado lo podemos observar día a día en nuestra vida cotidiana, por ejemplo, un avión que se desplaza por los cielos, o cuando una persona corre en línea recta sobre la calle, o también un nadador que mantiene su rapidez.

CONCLUSION: Finalmente pudimos realizar los experimentos acordados, para completar la tabla dada por las instrucciones del profesor, realizamos los cálculos, sus gráficas, llegando a la conclusión que es un movimiento que se da en línea recta donde la velocidad depende de la distancia y el tiempo, pero su aceleración siempre será constante. Este experimento resulta más complejo ya que aumenta el número de graficas realizadas y los respectivos cálculos hechos, podemos concluir también que la distancia recorrida es proporcional al cuadrado del tiempo.

BIBLIOGRAFIA: Serway, R. Física para ciencias e ingeniería. Tomo 1. Editorial McGraw-Hill....