Movimiento Rectilíneo Uniforme

Objetivo

El alumno verificará el modelo matemático de la velocidad uniforme, empleando el riel de aire y aplicando la técnica de análisis gráfico.

Introducción teórica

Un dispositivo que ha venido a facilitar el estudio de la cinemática permitiendo verificar experimentalmente los fenómenos que tienen lugar, es el denominado Riel de Aire.

Equipo y Material Requerido

1 Riel de aire1 Reloj digital 1 Disparador magnético1 Impulsor

1 Deslizador 1 Cronometro 2 Fotocelda 1Nivel

Desarrollo Experimental

Primero es necesario nivelar el riel de aire, tanto transversal como longitudinalmente. Después fije un punto en el riel, próximo al sitio de disparo y, a partir de él, señale distancias iguales.

Procedimiento

Dispare el deslizador y mida 10 veces el tiempo que tarda en recorrer cada distancia. Obtenga el promedio para cada grupo de medidas de tiempo y anótelos en la tabla 1.

Distancia 20cm

1)1.1782)1.1563)1.1494)1.207PROM: 1.1725

Distancia 40cm

1)2.4492)2.3913)2.3404)2.391PROM: 2.3927

Distancia 60cm

1)3.7532)3.3343)3.3134)3.413PROM: 3.4532

Distancia 80cm

1)4.3012)4.7143)4.4944)4.490PROM: 4.4997

Distancia 100cm

1)5.5242)5.5493)5.6894)5.450PROM: 5.553

Distancia 120cm

1)6.8092)7.0193)6.7084)7.025PROM: 6.8902

Distancia 140cm

1)7.8692)7.1933)7.2914)7.421PROM: 7.4435

Distancia 160cm

1)8.6552)8.8193)8.7354)8.863PROM: 8.768

Actividades

Con los datos obtenidos grafique d vs t y determine su pendiente.

20cm40cm

60cm

80cm100cm

120cm140cm

160cm0123456789

10

Primer toma de valores

Primer toma de valores

20cm40cm

60cm80cm

100cm120cm

140cm160cm

0123456789

10

Segunda toma de valores

Segunda toma de valores

20cm40cm

60cm80cm

100cm120cm

140cm160cm

0123456789

10

Tercer toma de valores

Tercer toma de valores

20cm40cm

60cm80cm

100cm120cm

140cm160cm

0123456789

10

Cuarta toma de valores

Cuarta toma de valores

Obtenga la relación entre d y t.

Conclusión

De los resultados obtenidos ¿Puede usted asegurar si se trata de un movimiento uniforme rectilíneo? Explique.

No, porque en el m.r.u. la gráfica tiene que salir completamente recta y en estos resultados no lo son. Esto posiblemente se debió a que al momento de lanzar el carro, este salía con diferente velocidad inicial cada vez.

Cuestionario

Defina los siguientes conceptos:

1.- Distancia e indique sus unidadesEs la longitud del segmento de la recta que los une, expresado numéricamente y su unidad en el S.I. son metros, en el sistema inglés es millas y en c.g.s. centímetros.2.- DesplazamientoIndica el cambio de posición vectorial.3.- Velocidad mediaEs la velocidad en un intervalo de tiempo dado.4.- Velocidad uniformeEs cuando la velocidad medida a lo largo de una trayectoria, no cambia, es decir se mantiene constante, es decir, es la mima.5.- Rapidez e indique sus unidadesEs el desplazamiento que realiza la partícula respecto al tiempo.

Equipo y Material Requerido

1 Riel de aire1 Sistema de cronometraje3 Bloques de diferente tamaño

para iniciar el riel1 Deslizador

Desarrollo experimental

Procedimiento: Monte el riel de aire, con uno de sus extremos más elevado (figura 22).

Elija un punto sobre el riel de aire, en el cual se determinará la velocidad instantánea. Se fijan otros puntos delante del primero para tener distancias fijas.

Posteriormente se repite el procedimiento, pero ahora mida el tiempo entre el punto elegido y una distancia menor a la anterior y así sucesivamente, tabule los resultados con sus respectivas incertidumbres, como se indica en la Tabla.

∆x=140cm

∆t (seg) ∆x / ∆t (cm/s)

1 2.320 60.3442 2.313 60.5273 2.316 60.4494 2.316 60.449

∆x=100cm ∆t (seg)

∆x / ∆t (cm/s)

1 1.836 54.4662 1.819 54.9753 1.813 55.1574 1.815 55.096

∆x=60cm ∆t (seg) ∆x / ∆t (cm/s)

1 1.242 48.3092 1.239 48.4263 1.239 48.4264 1.240 48.387

∆x=40cm ∆t (mseg)

∆x / ∆t (cm/s)

1 866.3 46.1732 863.2 46.3393 863.7 46.3124 862.3 46.387

∆x=20cm ∆t (mseg)

∆x / ∆t (cm/s)

1 480.8 41.5972 476.4 41.9813 478.1 41.8324 478.3 41.814

Tratamiento de datos.

Realice la gráfica (∆x/∆t) vs. ∆t, con sus incertidumbres.

0

10

20

30

40

50

60

70

Primer toma de datos

Primer toma de datos

0.4764 0.8632 1.239 1.819 2.313 segundos

010203040506070

Segunda toma de datos

Segunda toma de datos

0.4781 0.8637 1.239 1.813 2.316 segundos

010203040506070

Tercer toma de datos

Tercer toma de datos

0.4783 0.8623 1.24 1.815 2.316 segundos

010203040506070

Cuarta toma de datos

Cuarta toma de datos

Trace la mejor recta

Determine la velocidad instantánea de acuerdo con la teoría presentada en la introducción.

Conclusión

¿Considera usted que el procedimiento seguido permite verificar el concepto de velocidad instantánea? Explique.

Sí porque hemos practicado la medición con varios valores de ∆x, que tal como no lo dice la teoría, es como se podría medir la velocidad instantánea. En este caso tenemos una distancia más grande y otras cuantas que son menores que actuarían como nuestras ∆x.

Coria Pérez Iván

Es interesante hacer este tipo de prácticas ya que con dicha práctica se puede comprobar lo visto en el salón en cuestión de tiempo ya que dichos experimentos se tomó el tiempo de dos puntos que estaba a diferentes distancias alargando dichas medidas y así viendo que se incrementa el tiempo o a su vez cuando a dicho experimento se le agrego cierto ángulo (MRUV) nuestro tiempo debido a la aceleración disminuía considerablemente hasta ser menos de un segundo.

Martínez Magaña Vinicius Vandré

A pesar de que el Riel de Aire nos permite tener mediciones confiables debido a la muy baja fricción que el aparato produce, aún teníamos variaciones en los decimales de las medidas con cada prueba.

Con el marco teórico de la práctica pudimos hacer gráficas de d vs t, y con ellas determinar la velocidad promedio, la velocidad instantánea en cierto punto y la aceleración (en caso de existir).

Mateo Cruz Uriel

Cuando se pretende medir la posición de un cuerpo es indispensable fijar un sistema de referencia (origen de coordenadas) con respecto al cual se mida dicha posición. Unidimensionalmente podríamos decir, por ejemplo, que un objeto está situado a 2 m (a la derecha del origen) o a -3 m (a la izquierda).

El movimiento rectilíneo uniforme (mru), como su nombre lo indica, es un movimiento unidimensional, donde las posiciones están referenciadas a un origen y pueden ser positivas o negativas según se encuentren a la derecha o a la izquierda de dicho origen, respectivamente.

Otra convención que se establece es aquella que tiene que ver con la velocidad. Se considera una velocidad como positiva si el cuerpo presenta un movimiento hacia la derecha del origen, y una velocidad negativa si el movimiento es hacia la izquierda. Es de anotar que, por ser una convención, puede cambiarse convenientemente en algún caso particular. El movimiento de un cuerpo es rectilíneo uniforme, cuando recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales.

Velázquez Pérez Rubén

En esta práctica pude concluir que al realizar las mediciones del tipo Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (MRUA). Los resultados de dichas mediciones tuvieron resultados distintos, estas variaciones fueron generadas por diversos factores, entre los que se destacan principalmente los errores e medición como:

a) Precisión de los instrumentos de Medición, en este caso la forma de lanzar o sostener el objeto para calcular su velocidad en una distancia determinada.

b) Ajustes en los instrumentos, esto es sujetos a un intervalo que no afecte datos como velocidad inicial o final y el valor de la distancia.

c) Errores de Métodos.

Igualmente concluyo que para evitar en un porcentaje estos conflictos, es de suma importancia llevar a cabo, métodos definidos al pie de la letra.