Laboratorio De Fisica

PRACTICA No. 2 – Cinemática y Fuerzas

AVEIRO ANTONIO RUIZ ARRIETA

Tutor:

STTANLLEY MARCOS ILLLLIIDGE

Física general: 100413A

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

UNAD

Escuela De Ciencias Básicas Tecnología E Ingeniería

Noviembre, 2012

Objetivos

Reconocer las graficas de los movimientos rectilíneos acelerados.

Marco teórico

La cinemática es el estudio del movimiento pero solamente se remite a la descripción del mismo sin tener en cuenta las causas, estas causas son las fuerzas que actúan sobre el sistema.

Movimiento En Una Dimensión

Una línea recta posee una sola dimensión, es por esto que es usual denominar al movimiento en una dimensión como movimiento lineal.

Existen dos tipos principales de movimiento: con velocidad constante y con aceleración constante.

Lo anterior no significa que no existan más tipos de movimiento, sin embargo el estudio de estos dos nos permitirá entender una diversidad de fenómenos físicos.

Movimiento a velocidad constante

Este movimiento se realiza a lo largo de una línea recta como la siguiente,

Cuando decimos que un movimiento se efectúa con velocidad constante, estamos afirmando que la magnitud y la dirección de la velocidad no cambian con el tiempo. Es muy importante notar el hecho que la velocidad cambia cuando cambia su rapidez ó cuando cambia su dirección.

Vamos a calcular la razón de cambio de la velocidad, es decir la aceleración, de un movimiento a velocidad constante.

Por lo tanto se puede afirmar que: Un movimiento se realiza a velocidad constante si su aceleración es igual a cero.

Generalmente el tiempo inicial t0 se toma como cero, el tiempo final t1 se toma como t y la posición inicial se nota como x0. De esta forma llegamos a una de las ecuaciones de la cinemática, la ecuación de desplazamiento a velocidad constante:

x(t) = x0 + v t

En esta ecuación apreciamos el desplazamiento como función del tiempo. La velocidad v nos indica la razón de cambio de la distancia con respecto al tiempo.

Si la velocidad v = 0, entonces se tiene que la posición inicial es igual a la posición final, x(t) = x0. Esto es lógico, un objeto que no posee velocidad no se mueve y permanecerá en su posición inicial durante todo el tiempo.

El término x0 hace referencia a la posición inicial del cuerpo en un tiempo t = 0, este término es constante y se suele tomar como cero, es decir, que se ubica el origen de coordenadas en el sitio exacto donde se inicia el movimiento.

De esta forma la ecuación de movimiento quedaría como:

x(t) = v t

Gráficamente un movimiento a velocidad constante puede ser representado en un diagrama de Desplazamiento (x) contra tiempo (t) de la siguiente forma:

Todo cambio en la velocidad, implica un cambio en la aceleración. El movimiento uniformemente acelerado es el más sencillo de estudiar en cuanto a aceleración. Sin embargo, la aceleración también puede variar, y es importante saberlo. A la razón de cambio de la aceleración se le denomina hertz, aunque es una cantidad poco usada.

Como el tiempo es un parámetro podemos hacer la cantidad t0 = 0, t1 = t y v(t1) = v(t). También la velocidad inicial se puede tomar como v(t0) = v0. De esta forma llegamos a otra importante ecuación de la cinemática, v(t) = v0 + at.

Esta ecuación de la velocidad, está en función del tiempo. La aceleración nos indica la razón de cambio de la velocidad con respecto al tiempo, es decir, que tan rápido está cambiando la velocidad y en que dirección. Recordemos que la aceleración también es un vector. Al igual que la velocidad, el signo de la aceleración nos indica en que dirección está cambiando la velocidad. La convención es la misma que se vio en la sección anterior. Si la aceleración a = 0, entonces se tiene que la velocidad inicial es igual a la velocidad final, v(t) = v0, un objeto con aceleración igual a cero mantiene su velocidad constante. El término v0 hace referencia a la velocidad inicial del cuerpo en un tiempo t = 0, ésta es constante y se puede tomar generalmente como cero. Sin embargo este término es muy importante, ya que determina si el sistema de referencia usado se mueve a velocidad constante o se encuentra en un reposo tal, que se observa una velocidad inicial del objeto bajo estudio.

Cuando se hace v0 = 0 la ecuación de movimiento toma la forma, v(t) = a t Sin embargo la ecuación más usada y general es, v(t) = v0 + a t Gráficamente un movimiento a aceleración constante puede ser representado en un diagrama de Velocidad contra Tiempo de la siguiente forma.

•En el plano Desplazamiento contra Tiempo, si el movimiento es a velocidad constante, la gráfica es una línea recta.

En el gráfico se ha colocado en el tiempo inicial t0 la ubicación inicial x0, es decir el punto (t0, x0). Es usual colocar estos puntos como (t0, x0) = (0, 0).

En una gráfica de distancia contra tiempo, la pendiente de la recta es la velocidad. Cuando la gráfica es una línea recta, el valor de la pendiente es independiente de la forma como la medimos, esto se debe a que el movimiento se realiza a velocidad constante.

Ya vimos que la aceleración en un movimiento a velocidad constante es igual a cero, ahora veamos la gráfica de velocidad contra tiempo.

En la gráfica anterior se tiene:

La pendiente

...