Universidad Santa Mara la Antigua

Laboratorio de Fsica Informe de Laboratorio Movimiento Rectilneo Uniforme Movimiento Rectilneo Uniformemente Acelerado

Presentado por: Ana Mara Cely

Profesor: Eduardo Oses

Fecha de entrega: 8 de septiembre

---2011--Introduccin

En el siguiente informe detallaremos algunos de las caractersticas tericas ms importantes del Movimiento Rectilneo Uniforma y del Movimiento Rectilneo Uniformemente Acelerado (MRU y MRUA, respectivamente). De la misma manera, daremos a conocer los resultados obtenidos mediantes los experimentos realizados en el laboratorio, as como sus clculos y grficas realizados, para el anlisis de los mismos. En cinemtica existen dos tipos de movimiento bsicos conocidos como MRU y MRUA. El MRU se refiere al movimiento de un cuerpo en lnea recta en una distancia determinada, donde su velocidad es constante debido a que su aceleracin es nula. Por otra parte, el MRUA tambin se refiere al movimiento de un cuerpo en lnea recta durante un determinado lapso de tiempo, sin embargo, este mantiene una aceleracin constante.

Marco Terico

Movimiento Rectilneo Uniforme: Un movimiento es rectilneo cuando el mvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleracin es nula. Nos referimos a l mediante el acrnimo MRU. El MRU (movimiento rectilneo uniforme) se caracteriza por: Movimiento que se realiza sobre una lnea recta. Velocidad constante; implica magnitud y direccin constantes. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez. Aceleracin nula.

Ecuaciones del movimiento Sabemos que la velocidad es constante; esto significa que no existe aceleracin. La posicin por: en cualquier instante viene dada

Donde es la posicin inicial, es la velocidad constante y es el delta de tiempo. Representacin grfica del movimiento Al representar grficamente la velocidad en funcin del tiempo se obtiene una recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Adems, el rea bajo la recta producida representa la distancia recorrida. La representacin grfica de la distancia recorrida en funcin del tiempo da lugar a una recta cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

Movimiento Rectilneo Uniformemente Acelerado El movimiento rectilneo uniformemente acelerado (MRUA), tambin conocido como movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un mvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleracin constante. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de cada libre vertical, en el cual la aceleracin interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad. Tambin puede definirse el movimiento como el que realiza una partcula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante. Movimiento rectilneo uniformemente acelerado en mecnica newtoniana En mecnica clsica el movimiento uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres caractersticas fundamentales: 1. La aceleracin y la fuerza resultante sobre la partcula son constantes. 2. La velocidad vara linealmente respecto del tiempo. 3. La posicin vara segn una relacin cuadrtica respecto del tiempo. La figura muestra las relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (parbola), velocidad (recta con pendiente) y aceleracin (constante, recta horizontal) en el caso concreto de la cada libre (con velocidad inicial nula). El movimiento MRUA, como su propio nombre indica, tiene una aceleracin constante, cuyas relaciones dinmicas y cinemticas, respectivamente, son:

(1)

En el movimiento rectilneo acelerado, la aceleracin instantnea es representada como la pendiente de la recta tangente a la curva que representa grficamente la funcin v(t). La velocidad v para un instante t dado es: (2a) siendo la velocidad inicial.

Finalmente la posicin x en funcin del tiempo se expresa por:

(3) donde es la posicin inicial.

Adems de las relaciones bsicas anteriores, existe una ecuacin que relaciona entre s el desplazamiento y la rapidez del mvil. sta se obtiene despejando el tiempo de (2a) y sustituyendo el resultado en (3): (2b)

Objetivos Objetivos General: Analizar en detalles el movimiento rectilneo de un cuerpo por el mtodo grfico Objetivos Especficos: Calcular la velocidad de un mvil dado un grfico de posicin en funcin del tiempo. Determinar la aceleracin de un cuerpo dado un grfico de velocidad vs tiempo. Materiales: Hojas milimetradas Carrito dinmico Ticmetro Masa Hilo pabilo, cinta de papel, papel carbn Soporte, nuez, polea, prensa, jinete

I-Parte. Movimiento Rectilneo Uniforme Fijar el ticmetro a la mesa utilizando una prensa. Pase la cinta de papel por el ticmetro, de manera que quede abajo del papel carbn. Fije la cinta de un extremo a la parte posterior del carro. Antes de comenzar a registrar los puntos; ensaye varias veces empujando el carrito, hasta que usted observe que el mismo se desplaza a velocidad constante. Trate que el empuje sea siempre con la misma intensidad. Cuando haya obtenido la prctica necesaria, pdale a un compaero que accione el ticmetro en el mismo instante que usted tratando que el mismo describa una trayectoria rectilnea. Escoger un intervalo de tiempo entre dos marcas consecutivas. Descarte los primeros puntos si se ven borrosos. Preguntas 1. Por simple inspeccin, Cmo estn espaciados los puntos sobre la cinta de papel? Estn espaciados por la misma distancia 2. Establezca la posicin del carrito en cada intervalo de tiempo y antelo en la siguiente tabla de datos: empuja el carrito,

Posicin (cm) 0.5 Tiempo (1/60s) 1

1 1.5 2 3

2 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

3. Construya la grfica de posicin en funcin del tiempo.

4. Calcule la pendiente del grfico: B=0 5. Escriba la ecuacin particular que relaciona la posicin y el tiempo: y=A + BX 6. Qu representa la pendiente del grfico posicin vs tiempo: Inclinacin 7. Cul es el significado fsico de la relacin matemtica entre la posicin y el tiempo? La velocidad 8. Escriba tres posibles fuentes de error cometidas durante el desarrollo de la experiencia: Imprecisin al empujar el carro de una manera uniforme Imprecisin del micrmetro Imprecisin de la regla por desgaste, y al medir las distancias

II-Parte. Movimiento Rectilneo Uniformemente Acelerado Procedimiento: Ate a un extremo del hilo el carrito. Hgalo parar por la polea y al final ate la masa al otro extremo, con ayuda de un jinete. Una vez todo el sistema este armado, pdale a un compaero que accione el ticmetro de manera simultnea en el mismo instante en que usted suelta el

carrito. Tenga cuidado en que el carrito no salga disparado de la mesa como si fuera un proyectil y logre daarse; al igual que debe colocar una mochila en el suelo para que sirva de amortiguador de cada. Observe le registro de cinta, y consulte a su profesor para ver si es necesario repetir el proceso. Preguntas: 1. Divida la cinta en intervalos iguales, y llene la tabla:

Posicin (cm) 0.2 0.5 0.8 Tiempo (1/60s) 1 2 3

1 1.4 1.7 4 5 6

2 2.4 2.8 3.2 3.7 4.2 4.7 5.3 5.8 7 8 9 10 11 12 13 14 15

2. Construya una grfica posicin vs tiempo. Cmo es la relacin funcional entre estas variables? Es una relacin exponencial

3. Qu representa la distancia entre las marcas adyacentes? Representa la distancia recorrida Puedes decir en qu puntos la rapidez es mxima? Donde los puntos estn ms distanciados Dnde es mnima? Donde hay menos distancia entre los puntos.

4. A partir de la grfica obtenida en la pregunta 9, determine la velocidad media entre cada intervalo Cambia la velocidad o permanece constante? La velocidad va aumentando poco a poco, o sea no permanece constante 5. En base a su respuesta anterior, llena la siguiente tabla de datos:Velocidad(cm/s) 0.20 0.25 0.27 0.25 0.28 0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.34 0.35 0.36 0.38 0.39 Tiempo (1/60s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

6. Construya la grfica velocidad media en funcin del tiempo. Qu relacin funcional poseen esas dos variables?

7. La ecuacin que relaciona estas variables es: 8. La velocidad inicial del mvil es: 0 9. La distancia recorrida es: 5.67 cm 10. Compare las distancias directamente sobre la cinta. Cunto mide? 5.8 cm

Recomendaciones

Tomar los apuntes correctamente. Dedicar el tiempo adecuado a la experimentacin. Dedicar suficiente tiempo a los clculos experimentales. Cumplir con todos los materiales. Repetir el experimento varias veces para obtener resultados con el menor nmero posible de errores. Compara respuestas con los dems grupos.

Conclusin

Finalmente, pudimos realizar los dos experimentos cada uno con su respectivo tema. Primero, realizamos el experimento para el Movimiento Rectilneo Uniforme, con el cual pudimos completar una tabla de datos, hacer clculos y graficar; llegando as a una mayor comprensin de dicho experimento. Seguidamente, realizamos otro experimento, con el cual tambin, calculamos, anotamos y graficamos; con la diferencia de que por este ser ms complejo el nmero de clculos y grficas aument. Llegamos as a la conclusin de que ambos son movimientos en lnea recta, los cuales se diferencian porque uno tiene aceleracin nula y el otro presenta una aceleracin constante, respectivamente.

Bibliografa http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniformemente _acelerado http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniforme http://shibiz.tripod.com/id9.html