fisik lab mru

5/12/2018 Fisik Lab Mru - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/fisik-lab-mru 1/19

LABORATORIO

Nº 4

MOVIMIENTO RECTILINEO

UNIFORME

(MRU)



Practica de laboratorio Nº4

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME (MRU)

Universidad Nacional Federico Villarreal – FCCNM

I. OBJETIVOS

1. Establecer las características y regularidades cinemáticas: x = x(t) y

V = V(t), en el movimiento rectilíneo uniforme de de una brújula de

aire en un tubo con agua., mediante la realización y demostración

de experiencias reales y simuladas que se ilustren con el uso deesquemas y gráficas, para ejercitarse en el manejo del análisis

cinemática del movimiento uniforme.

2. Establecer las características y regularidades cinemáticas del

movimiento rectilíneo uniforme, mediante la interpretación física

de su formulación matemática y del análisis gráfico respectivo,

para ejercitarse en el manejo del análisis cinemática de dicho

movimiento y aplicarlo a situaciones de la vida real.

3. Analizar situaciones físicas cualitativas y cuantitativas, través de

ejemplificaciones, resolución de problemas y la realización de

actividades prácticas y de laboratorio, que ilustren y confirmen la

aplicación efectiva de los conceptos y formulaciones del

movimiento uniforme, que permitan adquirir un dominio en el uso

de expresiones matemáticas, realización de cálculos e

interpretación física de los resultados.






II. INTRODUCCIÓN

Dentro de la física existen 2 ramas que estudian el

movimiento de los cuerpos la cinemática y la dinámica lineal.

La cinemática es una parte de la física que se encarga de

estudiar el movimiento de los cuerpos sin considerar lo que

genera el movimiento. El movimiento es un cambio de

posición que experimenta un cuerpo en un tiempo

determinado sin embargo en el MRU la velocidad permanece

constante, es decir no sufre una variación en el tiempo, y el

espacio recorrido en un intervalo de tiempo es constante. Esta

práctica se desarrollo con una burbuja dentro de un tubo conagua, donde se pudo ver claramente el movimiento de esta

burbuja y determinar las características de su movimiento.






III. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1 La Velocidad media ( V )

La velocidad media (v) de un movimiento se define como el

cociente entre la distancia recorrida y el tiempo empleado

para recorrerlo. Si un móvil mantiene constante suvelocidad, en un tiempo determinado, entonces se dice

que es uniforme en dicho intervalo, y si su trayectoria es

recta tendrá un movimiento rectilíneo uniforme (MRU).

3.2 La Pendiente de una Gráfica (m)

La pendiente (m) de una grafica en un intervalo dado, se

determina dividiendo un incremento vertical V entre su

correspondiente incremento horizontal H.

En una grafica d-t, su pendiente nos va a dar el valor de la

velocidad media en el intervalo elegido.

Fig 1. En la figura 1 apreciamos el cálculo dela pendiente (m) en la grafica.

X = 400 m

=






3.3 Sobre el tratamiento de los datos:

a) Ahora medido el tiempo que demora una burbuja en ir

desde el punto cero hasta 20cm cinco veces; luego

desde el punto cero hasta 40cm, también cinco veces, y

así sucesivamente.

Los datos se registran en las siguientes tablas:

TABLA 1

Distancia (cm) T1 (s) T2 (s) T3 (s) T4 (s) T5 (s) T6 (s)

0.0-20.0 5.6 5.4 5.5 5.4 5.6 5.5

0.0-40.0 11.0 11.3 11.6 10.9 11.2 11.2

0.0-60.0 16.4 16.7 16.6 16.5 16.8 16.6

0.0-80.0 22.2 21.8 21.7 21.9 22.2 21.9

0.0-100.0 27.5 27.7 27.3 27.4 27.6 27.5

0.0-120.0 32.9 33.2 33.1 32.8 32.9 33.0

TABLA 2

D (cm) T (s)0.0 0.0

20.0 5.5

40.0 11.2

60.0 16.5

80.0 21.9

100.0 27.5

120.0 33.0






b) Ahora, determinamos la velocidad media para cada

tramo de 20.0 cm, y el tiempo medio total

correspondiente. Todo esto lo resumimos en la tabla 3,

teniendo en cuenta lo siguiente:

i. El intervalo para cada tramo se determina

restando al tiempo final el tiempo anterior

(inicial): t=t-t

ii. La velocidad media de cada tramo se calcula

así:

iii. El tiempo intermedio para el tramo sedetermina dividiendo el intervalo entre:

t=t/2

iv. El tiempo medio total para cada tramo (tm),

respecto del punto cero, se determina

sumando al tiempo inicial del tramo su

correspondiente tiempo medio:






TABLA 3

Tramos

d (cm)Intervalos t=t-

t0

VelocidadMedia

v=d/t (cm/s)

Tiempo mediototal

tm=t0+t/2 (s)

0.0-20.0 (5.5-0) = 5.5 20.0 = 3.6

5.5

0.0+5.5=2.8

2

20.0-40.0 (11.2-5.5) = 5.7 20.0 = 3.5

5.7

5.5+5.7= 8.4

240.0-60.0 (16.5 –11.2) = 5.4 20.0 = 3.7

5.4

13.9

60.0-80.0 (21.9-16.5) = 5.3 20.0 = 3.8

5.3

19.2

80.0-100.0 (27.5-21.9) = 5.6 20.0 = 3.6

5.3

24.7

100.0-120.0 (33 – 27.5) = 5.5 20.0 = 3.6

5.5

30.2

c) De acuerdo a las tablas 2 y 3, podemos levantar las

graficas d-t y v-t.






3.4 Ejemplificación practica de casos de movimiento

rectilíneo uniforme:

Hace un tiempo el sabio peruano, físico José Castro

Mendivil dijo: ``…lo más difícil de conseguir y manipular es

el agua pura (H2O) pues al entrar en contacto con el aire ya

no será pura…´´; de igual manera expreso: ``…en la tierra es

casi imposible tener el movimiento rectilíneo uniforme

(MRU), pues siempre habrá rozamiento con algo y la

dirección será variada por las fuerzas gravitatorias, pero sí

podemos aproximarnos a él, en un espacio reducido…´´.

Este insigne maestro construyó dispositivos que echaban

aire comprimido de tal manera que los cuerpos, planos que

lo recibían, podían moverse con un ligero impulso y así

tener el MRU, en un tramo reducido. Esto, hecho hace másde 30 años, se observan en una casa de juegos donde se

impulsan objetos planos.

El tren bala, de Japón, también es otro ejemplo practica de

MRU en los tramos planos.






IV. MATERIALES

o Calculadora Científica

o Cronometro (del celular)

o Regla de 120cm

o Soporte del tubo de Nicole

o Tubo de Nicole






V. PROCEDIMIENTO

1. Inclina el tubo de agua, y observa el movimiento e la burbuja.

a. Según la trayectoria, ¿Qué tipo de movimiento tiene la

burbuja?

- Según su trayectoria la burbuja presenta movimiento

rectilíneo.

b. Para una inclinación dada (fija), ¿varia la rapidez de la

burbuja?

- Sí, si el ángulo de inclinación entre la horizontal y la

barra es aumentada, la velocidad aumenta; hasta llegar a

90 donde posee su velocidad máxima.

2. Manteniendo constante una inclinación, mide el tiempo que

demora la burbuja en recorrer las distancias (0; 20), (0; 40),

(0; 50), etc.

Mide el tiempo 3 veces para cada caso y determina los

promedios.

Completa las siguientes tablas:

TABLA 1

Distancia (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t (s)

0.0-20.0 4.07 4.45 4.55 4.36

0.0-40.0 8.66 8.68 8.22 8.52

0.0-60.0 13.89 13.82 13.93 13.88

0.0-80.0 18.42 18.47 18.72 18.54

0.0-100.0 22.89 24.23 24.16 23.76

0.0-120.0 26.69 28.83 27.69 27.74






TABLA 2

d (cm) t (s)

0.0 0

20.0 4.36

40.0 8.52

60.0 13.88

80.0 18.54100.0 23.76

120.0 27.74

3. Aumenta la inclinación del tubo, y manteniéndola constante,

mide el tiempo que demora la burbuja en recorrer las distancias

anteriores: (solo has un medida para cada intervalo)

4. Si siguieras aumentando la inclinación del tubo, hasta 90 por

ejemplo, ¿la burbuja tendría allí su máxima velocidad?, ¿Por

qué?

- La burbuja poseería su velocidad máxima en un ángulo de 90

porque la burbuja al estar en un tubo lleno de agua, la fuerza de

empuje por parte del agua hacia la burbuja es una fuerza vertical

hacia arriba, es decir que al estar el tubo inclinado, en un ángulo

menor a 90, esta fuerza no elabora un trabajo total; sino lo

elabora solo uno de sus componentes; pero si el tubo esta en un

ángulo de 90, la fuerza de empuje por parte del agua aquí ya

realiza un trabajo directo en dirección hacia arriba y no una de

sus componentes.

T (s) 0 3.47 6.97 10.78 14.35 17.85 20.79

D (cm) 0 20 40 60 80 100 120






VI. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

1. A partir de la tabla 2 levante una grafica d-t en el cuadriculado

adjunto. Luego determina la velocidad media del movimiento

utilizando el concepto de pendiente:

2. Con los datos de la tabla 2, determina las velocidades medias

para cada intervalo, y levanta una grafica V vs tm. (t:tiempo

medio total)






TABLA 3

Tramos (cm) Intervalos(t) V (cm/s)

Tiempo

medio total

(s)

0.0-20.0 4.37 4.58 2.19

20.0-40.0 4.21 4.75 6.48

40.0-60.0 5.2 3.85 11.18

60.0-80.0 4.66 4.29 16.2180.0-100.0 5.22 3.83 21.15

100.0-120.0 3.98 5.03 25.75

3. Según la grafica v-tm ¿Qué tipo de movimiento ha tenido la

burbuja?

-Según la grafica su velocidad varía en el tiempo, pero no de

forma brusca sino ligeramente.






4. ¿Cómo comprobarías que los movimientos que tubo la burbuja,

en cada caso, son diferentes en cuanto al valor de su velocidad?

-Simplemente son ligeramente diferentes, porque toma tiempos

diferentes en desplazarse una distancia que es igual en cada

intervalo.

5. Investiga, bibliográficamente, ejemplos de fenómenos que

tengan este tipo de movimiento.

-Como ejemplos de este tipo de movimiento podemos

mencionar a la luz o al sonido.

6. El siguiente grafico muestra la huella dejada por un móvil.

Analizada e indica si tuvo o no, en alguno de sus tramos, MRU.

(Fundamenta tu respuesta)

Del punto A la B no tuvo una velocidad constante, porque

aumento su velocidad, ya que en la primera parte de este tramo

su velocidad es de 20cm/s y en la última parte es de 24cm/s;desde el punto B al C si posee velocidad constante y su velocidad

es 20cm/s; y en el último tramo, tampoco posee velocidad

constante, en la primera parte es de 30cm/s y en la última es de

20cm/s, aquí hubo una desaceleración.






OBTENCIÓN DE LOS DATOS PARA LA

TABLA Nº1 Y Nº 2






OBTENCIÓN DE LOS DATOS PARA LATABLA Nº 3






VII. CONCLUSIONES

- Cuando un móvil se traslada en forma recta se dice

que realiza un movimiento rectilíneo, pero siademás se mueve con velocidad constante

entonces realizaría un movimiento rectilíneo

uniforme (MRU)

- El tubo de Nicole nos sirve para demostrar que la

velocidad en el MRU, permanece constante y

mientras más se el ángulo de elevación mayor será

la velocidad con la que se desplace.

- En la vida real es difícil encontrar un ejemplo de

movimiento rectilíneo uniforme, debido a diversos

factores como la fricción, la fuerza de gravedad, la

fuerza del aire, etc. Por ello se han creado

pequeños modelos como el tubo de Nicole y el

trabajo del insigne físico José castro Mendivil que

nos demuestran las características principales de

este movimiento.






VIII. BIBLIOGRAFIA

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%AD

neo_uniforme (REVISADO EL DIA 14 – 07 – 2009)

http://www.fisicapractica.com/velocidad-mru.php

(REVISADO EL DIA 15 – 07 – 2009)

http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/10%20cinematica%2

0mru.pdf (REVISADO EL DIA 15 – 07- 2009

http://guillermoga.galeon.com/cvitae13780.html

(REVISADO EL DIA 15 – 07 – 2009)

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniforme







http://raulcaroy.iespana.es/FISICA/10%20cinematica%20mru.pdf













fisik lab mru

Documents