CINEMÁTICA - MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO.

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MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

INTRODUCCION:

         La cinemática es una rama de la física que se dedica al estudio de las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan y se limita esencialmente al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Dentro de este estudio tenemos el movimiento lineal como el M.R.U.A.

         En este informe se analizara el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, a través de un experimentación con un riel de aire, que consta del desplazamiento de un objeto en una superficie horizontal y  sin roce, traccionado por una masa constante en distancias determinadas,  evaluando el intervalo de tiempo que transcurre en recorrer cada tramo  predeterminado.

OBJETIVOS:

• Determinar la aceleración de un objeto que se desliza a lo alrgo de una línea recta por una superficie horizontal sin roce.
• Determinar la aceleración de un sistema de masas en función de variables cinemáticas.
• Comprender el uso de un medidor digital de tiempo en circuito con fotoceldas, el uso de riel de aire.             

  FUNDAMENTO TEORICO:

         El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado que se define, como movimiento lineal, en el cual, la dirección es siempre la misma y la rapidez varía en cada unidad de tiempo, siendo un movimiento donde el valor medio de la aceleración es igual al valor instantáneo constante.

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado se caracteriza principalmente por:

• Movimiento tiene una trayectoria de línea recta.
• Los vectores desplazamiento, velocidad y aceleración tienen la misma dirección
• velocidad constante en dirección y varia en modulo o magnitud.
• La magnitud de la aceleración puede ser positiva (movimiento uniformemente acelerado) o negativa (movimiento uniformemente retardado).

          El Mov. Rectilíneo uniformemente acelerado se logra medir a través de las siguientes ecuaciones cinemáticas:

v= vo ± vo – at , determina el módulo de la velocidad en cualquier instante t.

x= xo+vot-½ at², determina la posición de un objeto en cualquier instante t.

v²=vo²± 2a(x-xo), determina la velocidad del objeto en función de su posición.

Vm= vo+v / 2, determina la velocidad media del objeto.

          Sabemos que la aceleración es constante y xo corresponde al vector posición del cuerpo en relación al origen de un sistema de referencia en el instante to=0. Vo velocidad inicial, a aceleración, donde se encuentra el signo ± se refiere el + para los movimientos acelerados y el – para los movimientos retardados. En la representación gráfica  del Mov. Rectilíneo uniformemente acelerado se obtiene una parabola.

PROCEDIMIENTO:

1. Comprobar con el nivel que el riel de aire este en posición horizontal
2. Encender el medidor Smart Timer, presione el botón 1 ”SelectMeasurement” que permite seleccionar el tipo de medición, y elija la opción Time; presione el botón 2 “SelectMode” que permite discernir respecto del tipo de experimento y elija la opción Two Gates puesto que se trabajara con dos fotoceldas.
3. Encender la fuente de aire y gire el dial hasta el nivel numero 3. Asegúrese que el dispositivo que conduce el aire no tenga pérdidas.
4. Encender la fuente de poder e incrementar el voltaje (6 volts máx.) para inmovilizar el carro con el electroimán.
5. Coloque la fotocelda procurando que la pantalla del carro se localice entre este dispositivo y la fotocelda.
6. Coloque la segunda fotocelda a una cierta distancia     x de la primera. Mida cuidadosamente esta distancia y regístrela.[pic 5]
7. Adhiera el carro al electroimán y manténgalo en esta posición.
8. Suelte el carro para que se deslice entre las dos fotoceldas. Registre el valor de tiempo que indica el medidor de intervalos de tiempo y reinicie el contador presionando el botón correspondiente.
9. Repita el paso 7 unas 3 o 4 veces y calcule el valor promedio de los intervalos, registrándolo como     t.[pic 6]
10. Cambie la fotocelda N°2, ampliando la distancia entre ellas, mida y registre la distancia entre ellas.
11. Repita los últimos tres pasos hasta lograr diez mediciones para la distancia recorrida (abarcando la extensión del riel) y los correspondientes promedios de tiempo.
12. Construya una gráfica con los datos obtenidos “distancia recorrida  en función del tiempo promedio” y obtenga la ecuación correspondiente.
13. Analice la ecuación de la grafica encontrada, relaciónela con el objeto de la experiencia y deduzca a partir de algunos de sus parámetros la velocidad experimental del carro.

RESULTADOS:

Tabla N°1

Tabla N°2

             X=Xo+Vot+1/2atˆ2        X=f(t)[pic 7]

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