MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)

DIEGO ALFONSO FONSECA PEÑA (201312265)

JUAN CAMILO LADINO GÜEZGUAN (201312047)

DAVID SANTIAGO NARANJO RIVERA (201310427)

JOHN ELKIN RINCON BAYONA (201310823)

KEVIN ANDRES WAKEN RIVERO (201310708)

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

INGENIERÍA GEOLÓGICA

SECCIONAL SOGAMOSO

2013

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)

DIEGO ALFONSO FONSECA PEÑA (201312265)

JUAN CAMILO LADINO GÜEZGUAN (201312047)

DAVID SANTIAGO NARANJO RIVERA (201310427)

JOHN ELKIN RINCON BAYONA (201310823)

KEVIN ANDRES WAKEN RIVERO (201310708)

INFORME DE PRÁCTICA

RICARDO HERNANDEZ

ÁREA: FISICA I (MECANICA)

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

INGENIERÍA GEOLÓGICA

SECCIONAL SOGAMOSO

2013

OBJETIVOS

Simular en el laboratorio un movimiento rectilíneo uniforme(MRU). Estudiar las características de un movimiento rectilíneo, tomando como

referencia la práctica. Aplicar lo aprendido sobre el riel de aire para el desarrollo general del

experimento. Usar datos puntuales para facilitar y mejorar la comprensión del MRU. Comparar los datos de velocidad, espacio y tiempo, con la ayuda de

gráficas.

MARCO TEORICO

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME: Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.

Movimiento que se realiza sobre una línea recta. Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. Aceleración nula.

PROPIEDADES Y CARACTERÍSTICAS

La distancia recorrida se calcula multiplicando la magnitud de la velocidad o rapidez por el tiempo transcurrido. Esta relación también es aplicable si la trayectoria no es rectilínea, con tal que la rapidez o módulo de la velocidad sea constante. Por lo tanto el movimiento puede considerarse en dos sentidos; una velocidad negativa representa un movimiento en dirección contraria al sentido que convencionalmente hayamos adoptado como positivo.

De acuerdo con la Primera Ley de Newton, toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza externa que actúe sobre el cuerpo, dado que las fuerzas actuales están en equilibrio, por lo cual su estado es de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme. Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas, por lo que en el movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) es difícil encontrar la fuerza amplificada.REPRESENTACIÓN GRÁFICA DEL MOVIMIENTO

Al representar gráficamente en un sistema de coordenadas cartesianas, la velocidad en función del tiempo se obtiene una recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además, el área bajo la recta producida representa la distancia recorrida.

La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

AEROCARRIL: El Riel de Aire facilita el estudio de la mecánica, tanto cuantitativa y cualitativa, proporcionando un sistema casi libre de fricción en el cual se pueden realizar una gran cantidad de experimentos. Consiste en un tubo triangular montado en tres patas ajustables para nivelar el riel. Los costados del riel tienen agujeros pequeños y el aire se inyecta al tubo con un ventilador.

VELOCIDAD: La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se representa por o Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s.En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del desplazamiento y el módulo, el cual se denomina celeridad o rapidez.De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo, la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.

ESPACIO (x): El espacio físico es el lugar donde se encuentran los objetos y en el que los eventos que ocurren tienen una posición y dirección relativas.1 El espacio físico es habitualmente concebido con tres dimensiones lineales, aunque los físicos modernos usualmente lo consideran, con el tiempo, como una parte de un infinito continuo de cuatro dimensiones conocido como espacio-tiempo, que en presencia de materia es curvo. En matemáticas se examinan espacios con diferente número de dimensiones y con diferentes estructuras subyacentes.

TIEMPO: El tiempo es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos, sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación; esto es, el período que transcurre entre el estado del sistema cuando éste presentaba un estado X y el instante en el que X registra una variación perceptible para un observador (o aparato de medida).

FRICCION: Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscópicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, si no que

forme un ángulo φ con la normal N (el ángulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de la fuerza normal N (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto.

ANALISIS DE RESULTADOS

Considerando la tolerancia al error admitido de (5%), ¿Es posible afirmar que la velocidad permaneció constante?

Rta: No, la velocidad no permaneció constante por errores experimentales, ya que los márgenes de error, superan el 5% admitido(comprobado mediante una simple regla de tres entre la velocidad promedio y cada uno de los valores de la tabla) ; esto debido a la toma y falta de datos, que se aproximaran a una velocidad constante. Por supuesto hay más factores que afectan el movimiento que se necesitaba. Uno de estos puede ser que en el movimiento existió cierta aceleración. Esto se muestra en la pesa amarrada al carrito, ya que esta está en caída libre, un movimiento que tiene como componente la aceleración de la gravedad. Entonces las componentes del movimiento del carrito pueden ser las mismas que las de la pesa.

Construya un gráfico x=f(t) (posición final Vs intervalo de tiempo) usando los datos del experimento de la tabla 01. ¿Cuál es su forma?

La grafica representa un movimiento acelerado. Esta tiene una forma curva.

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.10.20.30.40.50.60.70.8

f(x) = 0.97578895406904 x + 0.145007978509683

Grafica de Tabla N° 1. Posición Final Vs Tiempo

tm(s)

X(m

)

X(m) tm(s)0,300 0,1470,400 0,2700,500 0,3750,600 0,4700,700 0,557

El grafico muestra que las magnitudes desplazamiento e intervalo de tiempo son (directamente proporcionales – inversamente proporcionales)

Rta: Son directamente proporcionales, cuanto mas grande sea el desplazamiento mayor será el tiempo empleado en recorrer este.

Determine los coeficientes angular y lineal del grafico X=f(t).

La ecuación general de una recta es de la forma: Y=Ax+B. A representa el coeficiente angular. B es el coeficiente lineal

Para un comportamiento lineal cualquiera, se puede obtener de diferentes maneras. Aquí usamos un software, en el cual se introducen los datos y este arroja la ecuación. Asi obtenemos la siguiente ecuación: Y=f(t) = 0,9758t + 0,145.

Donde 0.9758 es el coeficiente angular A. 0.145 representa el coeficiente lineal B.

Al comparar el coeficiente lineal del grafico X=f(t) con el valor de la posición inicial (Xo) considerando que la tolerancia del error admitido es del 5%, se concluye que son (iguales/diferentes).

Diferentes, porque el cuerpo no comienza su movimiento en la posición Xo= 0.200m, esta representa la ubicación del primer sensor, mas no la posición inicial de cuerpo. Hay una distancia entre el sensor y el cuerpo que debe ser igual a la ubicación del sensor 1 (S1) – el coeficiente lineal de la recta:0.200m-0.145m = 0.055m.

¿Cuál es el significado físico del coeficiente lineal del grafico X= f(t)?

tm (s) Vm(m/s)0,147 0,680,27 0,741

0,375 0,80,47 0,851

0,557 0,897

Coeficiente lineal del gráfico: 0.145 : Significa el punto de corte de la recta con el eje vertical, es decir, la posición del cuerpo cuando t= 0s

Al comparar el coeficiente angular del grafico X= f(t) con el valor de la velocidad promedio (Xo), considerando que la tolerancia del error admitido es del 5%, se concluye que son (iguales/diferentes).

Diferentes, porque el coeficiente angular tiene en cuenta lo que ha recorrido el cuerpo desde t=0s, con posición inicial 0.145m. A diferencia de la velocidad promedio de la tabla 1 que toma la posición 0,200m como inicial, es decir con velocidad en este instante 0m/s.

¿Cuál es el significado del coeficiente angular del grafico X= f(t)?

Coeficiente angular del grafico: 0.9758: Significa la pendiente de la recta, que es igual a la velocidad de TODO el movimiento, desde su posición inicial 0.145m hasta completar su recorrido.

Obtenga la ecuación horaria del movimiento del carrito. X=Xo+v*tY=f(t)=0,9758t + 0,145

Construya un gráfico de V=f(t). ¿Cuál es su forma?

0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.60

0.10.20.30.40.50.60.70.80.9

1

f(x) = 0.53292235398562 x + 0.599922847620032

Grafica de Tabla N° 1. Velocidad Vs Tiempo

tm(s)

Vm(m

/s)

El grafico representa una línea recta, la cual nos indica un comportamiento uniformemente acelerado; es decir, su velocidad varia cantidades iguales en intervalos de tiempo iguales.

Con esta grafica claramente podemos comprobar que el comportamiento se acerca mas a un MRUA (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado).

CONCLUSIONES

Al finalizar el laboratorio, obtener resultados y sus diferentes análisis, se puede ver que en el movimiento uniformemente acelerado, la velocidad depende de la distancia y el tiempo, pero su aceleración siempre será constante.

Teniendo en cuenta los conocimientos adquiridos en nuestra respectiva aula de clases logramos confirmar experimentalmente que la velocidad es directamente proporcional al tiempo guiándonos de los resultados obtenidos

Se percibió que La velocidad siempre va aumentando y la distancia recorrida es proporcional al cuadrado del tiempo, El tiempo siempre va a continuar, y no retrocederá debido a que es la variable independiente

Tanto en el movimiento rectilíneo uniforme, como en el uniformemente acelerado la velocidad es constante, lo podemos ver más claramente si vemos la aceleración como la derivada de la velocidad, su cambio de velocidad será constante. Entonces a partir de la formula básica del movimiento rectilíneo uniforme se pueden deducir las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado