Informe rapidez de cambio

Guía Experimental Nº4

RAPIDEZ DE CAMBIO
Autor I. Moreno

a Ingeniería Industrial. Departamento de Ciencias Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Andrés Bello. Chile

 i.morenocampaa@uandresbello.edu

RESUMEN (Tamaño 10)

Durante la experiencia, se exploraron conceptos fundamentales como la velocidad media, la rapidez y el desplazamiento tratado como un vector. A diferencia del movimiento uniforme, en el que un objeto se mueve con velocidad constante, en el movimiento uniformemente acelerado, el objeto experimenta una aceleración constante mientras se desplaza en línea recta.

El laboratorio se centró en aprender a medir la velocidad media y considerar el desplazamiento como un vector, que incluye tanto magnitud como dirección. Además, se emplearon gráficos de velocidad en función del tiempo para visualizar y analizar el comportamiento del movimiento uniformemente acelerado en detalle.

El informe resalta la importancia de desarrollar habilidades experimentales, tomar medidas precisas y aplicar conceptos fundamentales de física para comprender este tipo de movimiento

Palabras clave  Rapidez, velocidad media, tiempo, variación

1. INTRODUCCIÓN

Este informe aborda conceptos clave de la física relacionados con el movimiento y la velocidad, centrándose en la rapidez media e instantánea. La rapidez es un parámetro fundamental para describir cómo un objeto cambia su posición en función del tiempo. En este contexto, exploraremos cómo medir y calcular tanto la rapidez media, que es una visión general del movimiento a lo largo de un intervalo de tiempo, como la rapidez instantánea, que nos brinda información precisa en un punto específico en el tiempo.

Además, este informe se adentrará en el uso de gráficos de itinerario de velocidad versus tiempo. Estos gráficos proporcionan una herramienta poderosa para visualizar y comprender el comportamiento de un objeto en movimiento, permitiendo un análisis detallado de cómo varía su velocidad en función del tiempo.

A lo largo de este informe, exploraremos la importancia de estos conceptos y su aplicación en la descripción y análisis del movimiento, proporcionando una base sólida para comprender el mundo de la física relacionada con la velocidad y el desplazamiento.

1. MODELO TEÓRICO

Para construir un modelo teórico sólido para su informe sobre el análisis de velocidad y desplazamiento en función del tiempo, se tiene lo siguiente:

- Velocidad Media: La velocidad media es una medida de la rapidez promedio con la que un objeto cambia su posición con respecto al tiempo. Se calcula como el cociente entre el desplazamiento total y el tiempo transcurrido:

[pic 1]

- Desplazamiento: El desplazamiento se refiere al cambio de posición desde el punto inicial hasta el punto final en una trayectoria. Puede dividirse en componentes horizontal Delta x y vertical Delta y.

- La velocidad puede descomponerse en sus componentes horizontal (Vx) y vertical (Vy) utilizando las relaciones trigonométricas:

[pic 2]

- El desplazamiento es un vector que tiene en cuenta tanto la magnitud como la dirección del cambio de posición desde el inicio hasta el fin. Es posible que el desplazamiento sea menor o igual a la distancia total recorrida por el objeto, dependiendo de la trayectoria.

- Al calcular el área bajo la curva de velocidad en función del tiempo, puede estimarse el desplazamiento en cada dirección (horizontal y vertical) durante un intervalo de tiempo específico.

- La aceleración (a) se puede estimar calculando la pendiente de la recta que une los centros de los intervalos de velocidad media. Esto proporciona la tasa de cambio de la velocidad con respecto al tiempo.

1. MÉTODO EXPERIMENTAL Y MEDICIONES

Para esta actividad, se calculará en base a los datos tomados de la experiencia anterior, con ello se calculará velocidad media, la rapidez en las componentes x e y, posterior a los cálculos se hará un gráfico de velocidad versus tiempo en donde se tiene calcular la pendiente de las rectas formadas por cada tramo y así obtener el valor de la aceleración.

De manera inicial, se tiene la siguiente tabla:

Tabla 1. (tabla Distancia en x e y, vector R )

[pic 3]

A continuación, se calcula la velocidad en x e y, para ello basta con dividir los valores por un tiempo que para esta actividad será constante de 3 min, por lo tanto, tendremos la velocidad en m/min, posterior al cálculo de la velocidad se calcula el valor del ángulo, esto para poder comparar más adelante y responder las preguntas planteadas, este se calcula de la siguiente manera:

[pic 4]

El siguiente paso es obtener la velocidad media, para ello se utiliza el valor del ángulo calculado, y el valor de la velocidad en cada una de sus componentes, esto nos da como resultado la velocidad media para las componentes x e y ya que estamos trabajando con magnitudes vectoriales.

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