Práctica 1 MRUA - Practica 1 MRU PDF

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Cynthia Miranda TrejoMovimiento rectilíneo uniformemente acelerado2021 -Mariscal Laguna Michelle AraceliMolina González José ÁngelOlvera Mendez Brandon JoséVargas González Diego AlexisVillaseñor Antunez ArturoCinemática y Dinámica148OBJETIVOS● Determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo qu...

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Cinemática y Dinámica

1 Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Cynthia Miranda Trejo 8 4

Mariscal Laguna Michelle Araceli Molina González José Ángel Olvera Mendez Brandon José Vargas González Diego Alexis Villaseñor Antunez Arturo

2021-1

OBJETIVOS

● Determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea sobre un plano inclinado. ● Realizar las gráficas (s vs t), (v vs t) y (a vs t) que representan el comportamiento del movimiento de dicho cuerpo. ANTECEDENTES

MOVIMIENTO Y SISTEMA DE REFERENCIA. El movimiento es el cambio de posición de un objeto o partícula con respecto a un sistema de referencia descrito a través del tiempo. Un sistema de referencia puede ser un punto, o un conjunto de puntos, o un cuerpo, con la condición que éste se encuentre en reposo o se mueva de manera rectilínea y uniforme. VELOCIDAD. Representa el cambio de posición de un cuerpo (desplazamiento) realizado en un intervalo de tiempo. La velocidad tiene magnitud, dirección y sentido. La rapidez es el resultado de la división del cambio de posición entre el intervalo de tiempo empleado en hacer el cambio de dicha posición; se mide en m/s, cm/s, km/h, mi/h, etc. Aclaración: en el lenguaje popular la rapidez es sinónimo de velocidad, pero aquí necesitamos la distinción pues la velocidad es un vector (con magnitud, dirección y sentido), mientras que la rapidez no es un vector (solo tiene magnitud). ACELERACIÓN. Es lo que resulta de hacer la división del cambio de velocidad entre el intervalo de tiempo empleado para dicho cambio. La aceleración también es un vector.

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME (MRU). Es el movimiento con velocidad constante descrito por un móvil, esto significa idealmente sobre una línea recta y a una rapidez constante, Su ecuación para el cálculo de la posición, o el valor del desplazamiento, o la distancia que recorre es: d = v t La d es distancia en m; t es tiempo en s, v es el valor de la velocidad en m/s. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO (MRUA). Es el movimiento con aceleración constante descrito por un móvil, sobre una línea recta y con cambios de velocidad iguales en intervalos de tiempos iguales. Sus ecuaciones principales, utilizando los valores de velocidad, son:

SEGUNDA LEY DE NEWTON Planteada en términos de la aceleración, establece que: La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la magnitud de la fuerza neta aplicada e inversamente proporcional a su masa. La aceleración tiene la misma dirección que la fuerza neta aplicada. a = Fneta / m

DESARROLLO

I.7 Vuelva a reiniciar la simulación y deje que la rapidez llegue a un valor aproximado a los 10 m/s. Con ese valor determine la distancia recorrida “d” por la caja.

I.8 Repita las actividades I.2 a I.7, tanto aumentando y disminuyendo la fricción, colocando otro cuerpo para la simulación, tal como lo muestra la Figura No. 3.

Imagen con la fricción aumentada además con la rapidez de 10 [m/s]

Imagen con la fricción disminuida además con la rapidez de 10 [m/s] I.9 Reinicie la simulación y utilizando la fricción inicial, tal como la muestra la Figura No.4, prediga que va a pasar sí utiliza el refrigerador y la fuerza máxima que se puede aplicar es de 500 N; verifique su predicción en el simulador. Como equipo deducimos que como el peso del refrigerador es muy pesado, no sé moverá a menos que la fricción inicial disminuya

ACTIVIDAD 2 II.1 Ingrese ahora al sitio: https://ophysics.com/f2.html Aparecerá la imagen que muestra la Figura No. 4.

II.2

Haga el diagrama de cuerpo libre del bloque y con los valores indicados en el simulador, verifique que la aceleración indicada, es la que se obtiene al resolver las ecuaciones de movimiento. as = 7.44 [m/s2 ]

II.3 Dado que el bloque subirá, determine la posición que tendrá el bloque al subir, justo cuando se detiene. ss = -1.680 [m]

Compare este valor con el que se registra en el simulador, indicado como x.

II.4 Realizando lo que se pide en el punto 2 de esta sección, determine el valor de la magnitud de la aceleración “ab” del bloque cuando éste ya baje sobre el plano inclinado. ab = 2.3538 [m/s2 ]

Detenga el simulador antes de que desaparezca y haga captura de pantalla. Registre la posición que tiene el bloque al detener la simulación. sb =11.05 [m]

CUESTIONARIO

1. De lo observado en las Actividades Parte I, explique por qué se trata de un MRUA. Como se observa en la figura, la fuerza que está siendo aplicada va en una línea de acción recta, lo cual genera el movimiento rectilíneo. La fuerza que se aplica genera una aceleración con una magnitud constante dejándonos así, el movimiento rectilíneo que es uniformemente acelerado. 2. Obtenga las ecuaciones para la posición, velocidad y aceleración para la primera aceleración obtenida en las Actividades Parte I, y además realice las gráficas (s vs t) , (v vs t) y (a vs t), considerando la distancia recorrida por el cajón, Para la El Cajón: a1 = 0.64[m/s2] t = 15.625 [s] d = 156.25 [m] v = 10 [m/s] d = v•t v = v0 + a•t a = cte

Para figura 2: a1 = 0.64[m/s2] t = 4.21 [s] d = 11.367 [m] v = 2.7 [m/s] d = v•t v = v0 + a•t a = cte

CONCLUSIONES Y COMENTARIOS

Mariscal Laguna Michelle Araceli Con el simulador se pudieron realizar los cálculos y obtener datos muy precisos, sin embargo, si se lleva a cabo de forma presencial, los datos que podemos obtener llegan a tener un margen de error mayor. Observamos como es el comportamiento del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado con respecto al tiempo, como es que estos movimientos son parte de nuestra vida cotidiana y profundizamos en su análisis para poder comprender su importancia.

Molina González José Ángel Se determinó la aceleración experimentada de un cuerpo en función de la fuerza aplicada, según dicta la segunda ley de Newton. Con la aceleración obtenida se determinaron los modelos matemáticos que representan el movimiento de dicho cuerpo. Olvera Mendez Brandon José de Jesús Esta práctica en lo personal hizo que se me aclararan las cosas gracias a lo visual que era el simulador en el que nos apoyamos. Los datos que obtuvimos, igualmente fueron gracias al simulador y en lo personal los sentí bastante exactos ya que la legibilidad era excelente y el margen de errores era mínimo. Creo que si hace falta que equilibren los ejercicios de la práctica ya que me costó bastante algunos ejercicios de la práctica. Vargas González Diego Alexis Para determinar la magnitud de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea sobre un plano inclinado se hace uso de las ecuaciones de movimiento para observar las fuerzas externas que se presentan en nuestro cuerpo de interés. Para esto hacemos uso del DCL (Diagrama de Cuerpo Libre) el cual nos va a dar las direcciones y cargas de nuestras fuerzas (incluyendo la fricción cinética) para poder formar nuestras ecuaciones de posición, velocidad y aceleración del cuerpo.

Con esto podemos sustituir los valores y obtener las gráficas de estas con respecto al tiempo. En lo personal considero que la práctica está muy bien desarrollada para facilitar el entendimiento del movimiento rectilíneo de los cuerpos, lo que más me ayudó a entender este tema fueron los emuladores dados. Villaseñor Antunez Arturo Personalmente, con esta práctica pude llegar a comprender mejor el comportamiento de un cuerpo cuando se le aplica una fuerza, así como los diferentes factores que influyen en todo el movimiento También llegó a la conclusión que se cumplieron los objetivos personales y en equipo propuestos en la práctica, entendiendo con mucha más claridad conceptos como movimiento rectilíneo uniforme acelerado es directamente proporcional al tiempo, la influencia de las fuerzas en el movimiento de los objetos, las proporciones de las distintas variables que encontramos en el movimiento

BIBLIOGRAFÍAS

● https://www.cch-sur.unam.mx/guias/experimentales/fisicaI.pdf ● https://phet.colorado.edu/sims/html/forces-and-motion-basics/latest/forces-andmotionbasics_en.html ● https://ophysics.com/f2.html ● BEER, Ferdinand, JOHNSTON, Russell, CORNWELL, Phillip. Mecánica vectorial para ingenieros. Dinámica 10a. Edición México, D.F. McGraw-Hill, 2013. ● HIBBELER, Russell. Ingeniería mecánica, dinámica. 12a. Edición. México, D.F. Pearson Prentice Hall, 2010. ● MERIAM, J, KRAIGE, Glenn. Mecánica para ingenieros, dinámica. 3a. Edición. Barcelona, Reverté, 2004....