INFORME DE LABORATORIO: DETERMINAR VELOCIDADES INSTANTÁNEAS

Formación para la investigación[pic 1]

Escuela de Física,Facultad de Ciencias

Universidad Industrial de santander

Construimos futuro

INFORME DE LABORATORIO:

DETERMINAR VELOCIDADES INSTANTÁNEAS  

Ana Sofia Bello Diaz

Nikol Stefanny Espinel

Valentina García Sánchez

María José Téllez

          la física no es una que una interpretación del mundo a medida de nuestros deseos

Nietzsche

• Resumen 

La práctica tuvo como principal objetivo la determinación de la velocidad instantánea, en la cual un deslizador se desplaza por un riel de aire inclinado y pasa a través de dos fotosensores, por medio de cálculos se halla el valor aproximado de la velocidad instantánea en un punto., Para alcanzar el objetivo se contó con un riel de aire inclinado por una tabla, dos fotosensores ubicados a una misma distancia de un punto, un deslizador con aletas de diferentes tamaños, esto se utilizó para hallar diferentes velocidades a distintas medidas respecto a los dos fotosensores y una Tablet para registrar el tiempo que demoraba en pasar el deslizador., El estudio de esta práctica experimental nos permitió medir la velocidad media del deslizador al desplazarse en un riel inclinado, así mismo asociar conceptos teóricos con un montaje experimental representativo y determinar la relación entre las medidas de velocidad media y cálculos de velocidad instantánea, de este modo con este proyecto de investigación perfeccionamos el manejo de la Tablet, la interfaz de adquisición de datos y los fotosensores, además relacionar las tablas y el porcentaje de error de cada cálculo de la velocidad media. 

• Introducción:

La velocidad es una cantidad física que representa el cambio de posición de un objeto en función del tiempo, es decir, que es la distancia recorrida por un objeto en una unidad de tiempo. Pero además del tiempo, para determinar la velocidad del movimiento de un objeto, también se tienen en cuenta la dirección del movimiento mencionado anteriormente, lo cual a la velocidad le dará la característica vectorial.

• Objetivo general:

Hallar la velocidad instantánea de un objeto en un punto específico de su trayectoria.

• Objetivos específicos:

 - Determinar la velocidad instantánea y promedio de objeto que se desplaza en un plano con una trayectoria inclinada.

- Comprobar como a medida que el tiempo tiende a cero se acerca cada vez más al valor de la velocidad instantánea.

- Utilizar de forma adecuada las fórmulas de movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U).

- Incluir y analizar datos para tratarlos y organizarlos en cuadros y gráficas que permitan la formulación d las respectivas conclusiones.

• Marco teórico:

En las prácticas de laboratorio es esencial tener una previa conceptualización del equipo con el que se va a trabajar, asimismo como con la teoría correspondiente al módulo.

Velocidad promedio: La velocidad promedio de un objeto que se mueve entre el intervalo de distancia de dos puntos  y , que se define como el cociente entre el vector de desplazamiento y el intervalo de tiempo durante el cual ocurre el desplazamiento y su fórmula es:
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• Velocidad instantánea: La velocidad instantánea es el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero, expresado matemáticamente como la derivada del vector de posición con respecto al tiempo. Para definir la velocidad instantánea en un punto α se debe partir de la velocidad media entre α y un punto lo más próximo posible a α.

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De esa misma manera se puede definir la aceleración a partir de la velocidad instantánea, ya que, en el mismo orden de ideas, esta es la derivada de la velocidad.

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Tomando como punto de partida el marco teórico y objetivos anteriores, se inicia con la descripción de la metodología empleada en el laboratorio, posteriormente se procesarán los datos para su final interpretación.

Otras fórmulas comúnmente utilizadas son:

- Tiempo promedio t = [pic 7]

- Desviación estándar 𝜎 = [pic 8]

- Incertidumbre del promedio de los tiempos 𝛿𝑡 = [pic 9]

- Aceleración teórica  = 9,8 ∗ 𝑠𝑒𝑛𝜃 [pic 10]

- Incertidumbre de la velocidad promedio 𝛿𝑣̅= | | 𝛿𝐿 + |  | 𝛿𝑡 [pic 11][pic 12]

- Valor teórico de la velocidad instantánea 𝑣𝑡𝑐 = [pic 13]

• Metodología 

1)        Se nivela el riel de aire.

2)        Se establece una inclinación con los trozos de madera.

3)        Establecer un punto medio como referencia.

4)        Implantar la misma distancia de separación a la cual ubicamos las dos fotoceldas.

5)        Encender el riel de aire.

6)        Se toman las medidas registradas por las fotoceldas, las cuales son sacadas con la ayuda de SPARKvue.

• Tratamiento de datos[pic 14]

Figura 1: Triángulo Guía Para Cálculo Del Ángulo

Tabla 1

En esta tabla se encuentran registradas las distancias y los tiempos medidos en clase. 

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