UNIVERSIDAD PEDAGGICA NACIONAL FRANCISCO MORAZN.

FSICA GENERAL I

PRACTICA No 2TRASLACIN DE UN CUERPO SOBRE UN PLANO INCLINADOEstudiante: Christian Yamil Quezada Hernndez 0801199125045.Ingeniero: Cristian Ordoez.

Fecha de publicacin: 24 de junio del 2013

Introduccin

El movimiento rectilneo uniforme, es decir MRU est caracterizado porque como su nombre lo dice, es en lnea recta, por tanto la aceleracin no existe ya que la direccin de la velocidad es constante.

En este laboratorio se experimenta el movimiento de una gota de agua, la cual baja por un tubo, que est lleno de aceite y se puede observar que el movimiento es en lnea recta. Es aqu donde comparamos el movimiento de una gota de agua que cae a travs del viento con una gota que cae a travs del aceite.

Desde un principio se sabe que la gota tiene una velocidad, la cual incrementa hasta llegar a una velocidad terminal, donde disminuye y se mantiene constante hasta que termina su recorrido, se entiende que el movimiento de la gota est asociado con la posicin. Esto se puede probar cuando se realicen los datos correspondientes, los cuales se obtendrn mediante el desarrollo de este laboratorio.

Objetivos

Realizar mediciones directas de tiempo usando cronometro digital manual. Trazar graficas de la posicin en funcin del tiempo de objetos que se mueven en lnea recta escogiendo apropiadamente las escalas. Ajustar los datos experimentales a una lnea recta utilizando regresin lineal. Describir cualitativa y cuantitativamente la cinemtica del movimiento de un agota de agua en cada vertical a travs de aceite vegetal apoyndose para ello en el anlisis grfico y el clculo de velocidad promedio.

Problema

Una gota de lluvia formada en la atmosfera superior cae verticalmente hacia la superficie de la tierra movindose a travs del aire quieto. a) Cules son las caractersticas cinemtica de su movimiento?b) Si la gota de agua se moviera en cada vertical a travs de aceite vegetal cambiaran las caractersticas de su movimiento respecto al de su cada vertical a travs del aire?

Marco Terico Al realizar este laboratorio, donde se desarrollan actividades con el tema de velocidades y su relacin con la regresin lineal, se pretende encontrar la solucin del problema planteado.Con este laboratorio se pretende encontrar el comportamiento de la aceleracin y la velocidad de la gota de agua durante la cada a travs del aire y tambin cuando cae a travs del aceite, se quiere comparar estos dos movimientos, saber si ambos caen en lnea recta, si el aire o el aceite influye en la velocidad de la gota de agua. Para poder registrar este movimiento es necesario medir el tiempo, la posicin.

Equipo y Materiales Tubo de Moreu. Cronometro digital manual. Nivel mediano de burbuja. Aceite vegetal y embudo. Cinta adhesiva. Recipiente con agua. Gotero. Trozo de Tela.

Procedimiento

Despus de haber instalado y preparado debidamente el tubo de moreu, introducimos la punta de un gotero con agua en la columna de aceite. Apretamos el gotero hasta que se form una gota de tamao mediano. Al momento de contar el tiempo, escogimos el punto cero como origen y registramos el tiempo en la marca de 5 cm. Activamos el cronometro cuando la gota toco la marca seleccionada, a la cual le corresponde el tiempo 0 y posicin 0. Cuando la gota toco la marca ms prxima a la escala, congelamos el tiempo del cronometro y lo registramos, luego volvimos a hacer el mismo procedimiento hasta llenar la tabla correspondiente de la gua del laboratorio.

DatoNo123456789101112

Y(cm)5.010.015.020.025.030.035.040.045.050.055.060.0

t(s)12.4724.9737.2850.0662.4475.0987.63101.03113.44120.07139.03151.97

Registro de Datos Experimentales

Procesamiento de Datos ExperimentalesConstruya una grfica de la posicin de la gota de agua en funcin del tiempo, es decir Y=y (t). Paso 1:Crear una carpeta para guardar los archivos y en ella un documento vaco llamado lab2.dat donde se copiaran los datos obtenidos en el laboratorio No. 2 y se registraron en la tabla 2.1. Los datos se registraran de la siguiente manera: en cada lnea se escribir un tiempo registrado y separado por un espacio su distancia correspondiente. Y en la siguiente lnea otro tiempo seguido de su distancia.

Paso 2: Entrar a la terminal y escribir octave para acceder al programa. Luego acceder a la carpeta donde se est trabajando, y cargar el archivo con el comando siguiente: # load lab2.dat

Paso 3: Se le asigna los valores de tiempo a la variable t con el siguiente comando: # t=lab2(:,1) Dnde 1 es la primera columna del archivo lab2.dat.

Paso 4: Se le asigna los valores de tiempo a la variable x con el siguiente comando: # x=lab2(:,2)donde 2 es la segunda columna del archivo lab2.dat

Paso 5: Escribir el siguiente comando: # plot(t,x,'*') para graficar los puntos en un plano.

Paso 6: Escribir el siguiente cdigo: # s=polyfit(t,x,1) para crear una Regresin Lineal, donde 1 indica el grado de la ecuacin. De los dos valores que aparecen una vez se presion Enter, el primero indica el valor b y el segundo el valor a de la formula y=a*x+b de una ecuacin lineal.

Aplique regresin lineal para el clculo de la pendiente y el intercepto para la grfica de la posicin de la gota de agua en funcin del tiempo.NYttYt

1512.47155.5062.35

21024.97623.50249.7

31537.281389.79559.2

42050.062506.001001.2

52562.443898.751561

63075.095638.502252.7

73587.637679.013067.87

840101.0310207.064041.34

945113.4412868.6350184.45

1050120.0714416.806003.23

1155139.0319329.347646.3

1260151.9723094.349118.2

390975.45101807.7640667.5

Pendiente m = m= = 0.3981

Intercepto b= b= = 0.1329Incertidumbre para m Incertidumbre para b m= = b= = =F (t) = mt + b: (0.3981)(12.47)+(0.1329) = 5.09: (0.3981)(24.97)+(0.1329)= 10.07: (0.3981)(37.28)+(0.1329)= 14.97: (0.3981)(50.06)+(0.1329)= 20.06: (0.3981)(62.44)+(0.1329)= 24.99: (0.3981)(75.09)+(0.1329)= 30.02: (0.3981)(87.63)+(0.1329)= 35.01: (0.3981)(101.03)+(0.1329)= 40.35: (0.3981)(113.44)+(0.1329)= 45.29: (0.3981)(120.07)+(0.1329)= 47.93: (0.3981)(139.03)+(0.1329)= 55.48: (0.3981)(151.97)+(0.1329)= 60.63

= -55) + 60.63 (-60) (12-2) = 10= = 0.1194Encontrando la incertidumbre m=0.1194 = 0.0007594212m= 0.3802 0.01b= 0.1194= 0.03448

Use los valores numricos de las constantes calculadas y escriba una ecuacin que sirva para calcular la posicin de la gota que cae a travs del aceite vegetal en funcin del tiempo,

Y = mt+ bCon la ecuacin anterior genere puntos suficientes para trazar la lnea ms representativa de los datos graficados en el primer inciso.Tiempo(t)Y= mt + bY(cm)

12.6Y= (0.3802)(12.6)+ 0.16954.9600

25.8Y= (0.3802)(25.8)+ 0.16959.9786

38.5Y=(0.3802)(38.5)+ 0.169514.8072

52.1Y=(0.3802)(52.1)+ 0.169519.9779

65.6Y=(0.3802)(65.6)+ 0.169525.1106

78.8Y=(0.3802)(78.8)+ 0.169530.1292

92.1Y=(0.3802)(92.1)+ 0.169535.1859

104.9Y=(0.3802)(104.9)+ 0.169540.0524

117.7Y=(0.3802)(117.7)+ 0.169544.9190

130.8Y=(0.3802)(130.8)+ 0.169549.8996

144.3Y=(0.3802)(144.3)+ 0.169555.0323

157Y=(0.3802)(157)+ 0.169559.8609

Clculo de velocidades media para cada par de puntos consecutivos. = = 0.3968== 0.3787==0.3937== 0.3676==0.3703==0.3787==0.3759==0.3906==0.3906== 0.3816==0.3703==0.3937Obtenga el promedio de las velocidades medias que calcul anteriormente y su incertidumbre absoluta.Promedio de Velocidades= = =0.3493

Incertidumbre absoluta de la velocidadv = v= |0.3493-0.3787|+|0.3493-0.3937|+|0.3493-0.3676|+|0.3493-0.3703|+|0.3493-0.3787|+|0.3493-0.3759|+|0.3493-0.3906|+|0.3493-0.3906|+|0.3493-0.3816|+|0.3493-0.3703|+|0.3493-0.3937| 12V= 0.03598

Anlisis de Resultados ExperimentalesDespus de analizar los datos obtenidos en el laboratorio, se pudo comprobar que la gota de agua en cada libre a travs del aceite, tiene las mismas caractersticas que una gota que cae a travs del viento teniendo en cuenta que no se desprecia el aire.Tambin se comprob que el valor del promedio de las velocidades es el mismo valor de la pendiente de la recta mediante la regresin lineal. Con este laboratorio se lograron todos los objetivos planteados, ya que se logr trazar la grfica de la posicin de la gota de agua la cual se mueve en lnea recta.En este laboratorio se aprendi a utilizar la regresin lineal, como apoyo para analizar los datos correspondientes del movimiento en lnea recta, tambin se pudo describir cualitativa y cuantitativamente el movimiento de una gota de agua que cae a travs del aceite con ayuda de las grficas y las velocidades promedio.

Revisin del Marco tericoa) Cmo se comportan la aceleracin y la velocidad de la gota de agua durante la cada a travs del aire? La gota de agua al caer acelerada a la gravedad terrestre aumenta su velocidad hasta llegar a su velocidad terminal mantenindose constante despus de cero.

b) Si la gota de aguase moviera en cada vertical a travs del aceite vegetal Cambiaran las caractersticas del movimiento respecto al de su cada a travs del aire?No cambian porque el aire y el aceite son fluidos y estos presentan resistencia cuando un objeto se mueve verticalmente, entonces las caractersticas se mantienen.

c) Qu cantidades fsicas necesitamos medir para registrar este movimiento?Tiempo, posicin.d) Haga un listado de las ecuaciones cinemticas bsicas que disponemos para analizar los datos experimentales obtenidos mediante el registro del movimientoY= + Vt.

e) Qu es regresin lineal y en que consiste ese proceso?Es una tcnica matemtica que permite realizar clculos de obtener la ecuacin final que se ajuste a los datos experimentales que siguen un patrn de secuencia en lnea recta.

Conclusiones

La ecuacin que describe la posicin en funcin del tiempo de la gota en cada libre es: Y= mt + bY= 0.3493t+ 0.1695

La relacin que existe entre la pendiente de la recta y el promedio de velocidades medias es que estas determinan que hay una velocidad constante.

El movimiento de la gota de agua en cada libre a travs de aceite vegetal se podra clasificar como un desplazamiento lento por la densidad del aceita impide que un tanto por ciento la aceleracin de la gravedad afecte la velocidad de la gota.

Los aspectos cualitativos que se pueden mencionar es que ambos movimientos son en cada libre, se sabe que la gota de agua en aire tiene un incremento de la velocidad al igual que la gota de agua en aceite, y que al llegar a su velocidad terminal comienza a disminuir mantenindose constante en ambas movimientos.

La conclusin en general es que las caractersticas del movimiento de la gota de agua sern siempre las mismas, no importa el fluido en donde se diluyen, y en lo nico que cambian estas caractersticas es en la magnitud y posicin en donde alcance su velocidad.

Aplicaciones

La funcin que desempea un paracadas sobre un cuerpo lanzado desde una avin es un efecto de desaceleracin, ya que disminuye la velocidad del cuerpo en cada libre. Ya que el paracadas atrapa el aire.Mientras tanto la bala cuando sale del can verticalmente hacia arriba existe un punto determinado o un instante donde se velocidad se convierte en 0m/s en su punto ms alto, luego desciende y al llegar a su punto de lanzamiento la velocidad seria el mismo.