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LABORATORIO DE MECNICA DE SLIDOS

PRCTICA DE LABORATOTIO N 6

CINEMTICA

INFORME

INTEGRANTES:

Serrano Pimentel, LuisZevallos Idrugo, Lenon Renzo

Grupo: C2-2-A

Mesa: N 4

Profesor: Silvia EspinozaSemana: 6

Fecha de realizacin: 18 de setiembreFecha de entrega: 23 de setiembre2015 - II

1. INTRODUCCIN:

En este laboratorio nos concentramos en el tipo de movimiento ms simple: un cuerpo que viaja en lnea recta. Para describir este movimiento, introducimos las cantidades fsicas como la velocidad y aceleracin, las cuales en fsica tienen deniciones sencillas; aunque son ms precisas y algo distintas de las empleadas en el lenguaje cotidiano. Un aspecto importante de las deniciones de velocidad y aceleracin en fsica es que tales cantidades son vectores. Esto signica que tienen tanto magnitud como direccin. Aqu nos interesa slo el movimiento rectilneo al considerar el movimiento en dos o tres dimensiones. Desarrollaremos ecuaciones sencillas para describir el movimiento rectilneo en el importante caso en que la aceleracin es constante. Un ejemplo es el movimiento de un objeto en cada libre.2. OBJETIVOS:

Establecer cules son las caractersticas del movimiento rectilneo con aceleracin constante. Determinar experimentalmente las relaciones matemticas y grficas que expresan la posicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempo. Determinar de qu forma podemos emplear este proceso en nuestra carrera. Como resolver problemas que impliquen movimiento rectilneo con aceleracin constante. Poder hallar velocidad y aceleracin mediante la ecuacin de la posicin que representa mejor el comportamiento del mvil.

3. Fundamento terico 3.1Movimiento:El estudio del movimiento se puede realizar a travs de la cinemtica o a travs de la dinmica. En funcin de la eleccin del sistema de referencia quedaran definidas las ecuaciones del movimiento, ecuaciones que determinarn la posicin, la velocidad y la aceleracin del cuerpo en cada instante de tiempo. Todo movimiento puede representarse y estudiarse mediante grficas. Las ms habituales son las que representan el espacio, la velocidad o la aceleracin en funcin del tiempo. 3.2Velocidad (v):La velocidad es una magnitud fsica vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto en un intervalo de tiempo. En anlisis dimensional son L/T2. Su unidad en el sistema internacional es el metro por segundo m/s. La velocidad los podemos describir de dos maneras:3.2.1 Velocidad media :

La 'velocidad media' o velocidad promedio es el cociente del espacio recorrido entre el tiempo que tarda en hacerlo. Se calcula dividiendo eldesplazamiento(r) entre eltiempo(t) empleado en efectuarlo.

3.2.2 Velocidad instantnea: La velocidad instantnea es un vector tangente a la trayectoria, corresponde a la del vector posicin (R) respecto al tiempo.Permite conocer la velocidad de un mvil que se desplaza sobre una trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeo, siendo entonces el espacio recorrido tambin muy pequeo, representando un punto de la trayectoria. La velocidad instantnea es siempre tangente a la trayectoria.

3.3 Aceleracin (a): El estudio del movimiento se puede realizar a travs de la cinemtica o a travs de la dinmica. En funcin de la eleccin del sistema de referencia quedaran definidas las ecuaciones del movimiento, ecuaciones que determinarn la posicin, la velocidad y la aceleracin del cuerpo en cada instante de tiempo. Todo movimiento puede representarse y estudiarse mediante grficas. Las ms habituales son las que representan el espacio, la velocidad o la aceleracin en funcin del tiempo.

Formulas de MRU:

V= E/T

E: espacioV: velocidadT: tiempoFrmulas de MRUV:

E= (v0 + vf/2)x TE: espacioV0: velocidad inicialE=v0T + 1/2AT2Vf: velocidad finalT: tiempoVf=V0 + AxTA: aceleracinVf2=V02+2AE

4. Materiales y equipos de trabajoBase

Computadora personal con programa Data Studio instalado

Sensor de movimiento rotacional

Mvil PASCAR

Poleas

Pesas con porta pesas

Interface Power link

Regla

Cmara

Pabilo

3. PROCEDIMIENTO

Primero colocar la base en un lugar plano para no tener ningn inconveniente cuando se haga el proceso. Despus colocar las varillas en bases en forma vertical y ajustarlas. Colocar la nuez en la varilla ms pequea y sobre la nuez introducir la polea. En la varilla ms grande colocar el sensor rotacional y conectar este a la interface. Colocar el mvil a un metro de la polea, atar este con pabilo y pasarlo por la polea y el sensor rotacional (observar la figura 1). Amarrar el extremo del pabilo que pasa por el sensor rotacional con la porta pesas y colocar las pesas en ella para finalizar nuestro esquema. Conectar la cmara al CPU poder grabar el video cuando el mvil se mueve y para obtener las grficas en el Pasco capstone.

4. CUESTIONARIO

Segn el proceso Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado MRUV responda: 5.1 En cada caso Cul es el la diferencia entre el valor terico y el valor experimental de la aceleracin? A qu se debe dicha diferencia? 5.2 Usando los datos del montaje y la aceleracin experimental encontrada, exprese su ecuacin de posicin y su primera derivada. 6.1.2 Describa las caractersticas del montaje que permite justificar su clasificacin como movimiento rectilneo con aceleracin constante. 6.1.3 En qu medida la fuerza de friccin con la mesa afecta al modelo experimental? Justifique. SOLUCIONARIO: 5.1 La diferencia es que el valor terico se halla utilizando una simple formula. En cambio el valor experimental lo hallamos por la ecuacin que describe la grfica gracias al programa PASCO CAPSTONE, lo cual representa el comportamiento del mvil. 5.2 Con respecto a la ecuacin de la posicin la grfica nos muestra una funcin cuadrtica lo cual esta representada de la siguiente manera: Primera derivada At2+Bt+C

A=0.655 0.655t2 + 0.625t + 0.01371.31t + 0.625 B=0.625 C=0.0137 Ecuacin con los datos reemplazados

6.1.2 Se justifica porque la trayectoria del mvil es de un solo sentido que aumenta su velocidad por la aceleracin constante que presenta. 6.1.3 La fuerza de friccin cumple un rol importante para que el mvil pueda desplazarse, ya que si no hubiera fuerza de friccin la mesa tendra un superficie lisa lo que hara que el mvil patine sin avanzar nada.

5. EVALUCIN DE RESULTADOS OBTENIDOS

POSICION VS TIEMPO:

En la primera grfica la variable dependiente fue el tiempo y la variable independiente fue la posicin. La ecuacin de la posicin con respecto al tiempo es :

Xf= 1/2at2 + Vt + X0 x =0.655t2+0.625t+0.0137

La grafica que ms se acopla a la posicin con respecto al tiempo es una funcin cuadrtica.

Velocidad vs Tiempo:

En la segunda grfica la variable dependiente fue el tiempo y la variable independiente fue la velocidad. En esta grafica el rea debajo de la grfica representa el espacio recorrido del mvil ya que el rea de un tringulo es (basexaltura/2). En este caso la base seria los intervalos de tiempo por el intervalo de velocidades.

El resultado del experimento nos arroja una funcin lineal. La ecuacin que mejor representa a la funcin es:

D= (V0+Vf)t/2

Aceleracin vs Tiempo:

En la grfica nmero tres la variable dependiente es el tiempo y la independiente es aceleracin. En la grfica notamos una aceleracin aproximadamente constante. Tambin podemos notar que cuando el vehculo se detuvo, hubo una cada de la aceleracin (una desaceleracin) como podemos apreciar en la grfica. De la grfica podemos deducir que la aceleracin es aproximadamente 1.3 m/s2

6. CONCLUSIONES

Se concluye que la variacin de velocidad es directamente proporcional a la aceleracin y el tiempo.V=at Se pudo demostrar experimentalmente con ayuda del programa PASCO CAPSTONE, la grfica de la posicin con respecto al tiempo, arrojndonos una grfica cuadrtica que representa a la ecuacin.

7. BIBLIOGRAFA

Douglas, G. (2006).Fsica Principios con Aplicacin (6a.ed.). Mxico: Pearson. Cromer, A. (1998). Fsica en la ciencia y en la industria. Barcelona: REVERT. Tippens, P. (1991). Fsica Bsica (2a.ed.). Mxico: McGRAW-HILL Education.

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