Física Práctica 1: Cinemática
Silviag29Examen12 de Septiembre de 2021
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Práctica 1: Cinemática
Silvia Elizabeth García Díaz
00129519
Objetivos:
- Desarrollar las ecuaciones de movimiento rectilíneo uniforme acelerado y técnicas de estadísticas para el movimiento de caída libre.
- Realizar la ecuación que hace relación con la altura y tiempo de caída de un objeto cualquiera para el análisis del movimiento de caída libre.
- Comprobar la relación entre el alcance de un proyectil al aplicarle un ángulo fijo en función de la rapidez y su tiempo.
PARTE 1
En esta primera parte, deberá medir el tiempo de caída de un objeto, para diferentes alturas, de tal forma que pueda completar la siguiente tabla, variando los valores de altura cada 5.0 cm. Luego de esto se tomaron datos de tiempo (s) y altura (m) para la bola grande y la bola pequeña, por lo que se obtuvieron los siguientes resultados presentados:
Bola pequeña | |
Tiempo (s) | Altura (m) |
0.144 | 0.1 |
0.172 | 0.15 |
0.202 | 0.2 |
0.227 | 0.25 |
0.244 | 0.3 |
0.264 | 0.35 |
0.285 | 0.4 |
0.301 | 0.45 |
0.32 | 0.5 |
0.338 | 0.55 |
0.35 | 0.6 |
0.36 | 0.65 |
0.377 | 0.7 |
0.394 | 0.75 |
0.41 | 0.8 |
0.421 | 0.85 |
0.435 | 0.9 |
0.445 | 0.95 |
0.456 | 1 |
Bola grande | |
Tiempo (s) | Altura (m) |
0.142 | 0.1 |
0.174 | 0.15 |
0.205 | 0.2 |
0.223 | 0.25 |
0.252 | 0.3 |
0.273 | 0.35 |
0.285 | 0.4 |
0.303 | 0.45 |
0.324 | 0.5 |
0.338 | 0.55 |
0.356 | 0.6 |
0.369 | 0.65 |
0.379 | 0.7 |
0.392 | 0.75 |
0.403 | 0.8 |
0.414 | 0.85 |
0.431 | 0.9 |
0.442 | 0.95 |
0.454 | 1 |
Las tablas muestran datos similares en el tiempo, pero es debido a que se utilizo la misma aceleración para ambos objetos
Seguido de esto se tomaron otros datos para poder calcular la rapidez del objeto:
1) Graficando las tablas con sus datos, dio resultado a lo siguiente
[pic 1]
[pic 2]
2) Para encontrar la rapidez en función del tiempo, se utilizó la siguiente fórmula:
|𝑣|= 𝑦₂ − 𝑦₁ [pic 3]
𝑡₂ − 𝑡₁
3) De la ecuación anterior se encontró la rapidez del objeto en función del tiempo dando los siguientes resultados:
Bola pequeña |
Rapidez (m/s) |
1.785714286 |
1.666666667 |
2 |
2.941176471 |
2.5 |
2.380952381 |
3.125 |
2.631578947 |
2.777777778 |
4.166666667 |
5 |
2.941176471 |
2.941176471 |
3.125 |
4.545454545 |
3.571428571 |
5 |
4.545454545 |
5 |
Bola grande |
Rapidez (m/s) |
1.5625 |
1.612903226 |
2.777777778 |
1.724137931 |
2.380952381 |
4.166666667 |
2.777777778 |
2.380952381 |
3.571428571 |
2.777777778 |
3.846153846 |
5 |
3.846153846 |
4.545454545 |
4.545454545 |
2.941176471 |
4.545454545 |
4.166666667 |
4.545454545 |
4) Seguido de esto se graficaron las tablas anteriores se graficó la rapidez en función del tiempo medio, esto quiere decir que se obtuvo el cociente ((t2+t1)/2). Siendo la variable independiente de la gráfica el tiempo, y la variable dependiente la rapidez, siendo este su comportamiento:
[pic 4]
[pic 5]
Se observa que ambos comportamientos son lineales y describen una ecuación muy similar entre sí, debido a que las dos bolas son afectadas por una misma constante llamada gravedad.
5) Se calcula la aceleración del objeto a partir de la ecuación dada por la gráfica, se obtuvieron los siguientes resultados:
Bola pequeña:
a = dy = 9.8063t+0.0425 [pic 6]
dt
a= 9.8063 ≈ 9.8 m/s²
Bola grande
a = dy = 9.8267t+0.0845 [pic 7]
dt
a= 9.8267 ≈ 9.8 m/s²
En los resultados debido a que se trata de caída libre, y la aceleración es la constante gravitacional g= 9.8 m/s², el resultado de la aceleración tendría que ser un aproximado al mismo valor, en este caso la gravedad, independientemente el tamaño o masa de cada objeto.
Parte 2
1) Se pone el ángulo de 45° en el programa, se ajusta diferentes medidas de v₀ y se realiza el experimento
2) Después de realizar el experimento variando la velocidad inicial, con un ángulo de 45°, dio los siguientes resultados:
...