Ensayo de laboratorio de Física: Movimiento Uniformemente Acelerado

Resumen

En esta práctica estudiamos el movimiento uniformemente acelerado de un cuerpo que se desliza con rozamiento despreciable por un carril recto y horizontal, sometido a una fuerza constante (gravitatoria). El movimiento anteriormente mencionado es aquel en el que la aceleración que experimenta un cuerpo permanece constante (en magnitud y dirección) en el transcurso del tiempo.

En la práctica realizada medimos el desplazamiento y la velocidad en función del tiempo, de un cuerpo, un carro, atado a una cuerda de un lado y por el otro extremo atada a una pesa con un peso de 500 gr.

Marco teórico

        Un movimiento uniformemente acelerado es aquel en el cual la aceleración es constante. En la vida real no es común encontrar movimientos que tengan aceleración constante; sin embargo, un automóvil, cuando inicia su movimiento, en los primeros segundos puede considerarse que mantiene una aceleración constante. Asimismo, si el automóvil ya está en movimiento a una velocidad constante y, de repente, acelera para adelantar a otro auto, en ese tiempo de adelantamiento puede considerarse que logra una aceleración constante. En el mundo natural, la caída libre de los cuerpos en el espacio se realiza con una aceleración constante.

        La aceleración media de una partícula en movimiento acelerado es:

[pic 1]

        Como estamos tratando la aceleración de una partícula en un movimiento rectilíneo y, además, con la condición de que la aceleración sea constante, la aceleración media en cualquier punto es igual. Por lo tanto, la velocidad aumenta o disminuye, con una razón de cambio igual, durante todo el movimiento.

        Como en un movimiento rectilíneo los conceptos de rapidez y velocidad se pueden aplicar indistintamente, ya que la variación de la velocidad sólo puede deberse a un cambio del valor de su módulo o rapidez, es común expresar la aceleración según el método escalar. Así la ecuación anterior, se transforma en:

[pic 2]

        Usualmente, la relación anterior se utiliza con las siguientes consideraciones:

1. Se considera que el movimiento acelerado se inicia cuando  .[pic 3]
2. La medición final del movimiento tiene lugar cuando  , donde  es un tiempo cualquiera.[pic 4][pic 5]
3. Para  , la velocidad inicial, se designa como .[pic 6][pic 7][pic 8]
4. A la velocidad final, para un tiempo cualquiera, se le designa como  , y especifica el valor de la velocidad para cualquier tiempo .[pic 9][pic 10][pic 11]

De acuerdo con las consideraciones anteriores la relación anterior tendrá la forma:

[pic 12]

Despejando la velocidad:

[pic 13]

        Según la relación anterior, si conocemos la velocidad inicial y la aceleración constante de una partícula que se mueve en un espacio rectilíneo y en una dimensión, podemos calcular la velocidad en cualquier instante de tiempo .[pic 14]

        Si el móvil inicia su movimiento acelerado desde el reposo, la velocidad inicial,  será nula y la relación anteriormente plasmada se transforma en:[pic 15]

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