Movimiento Rectílineo Uniforme

                      UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO[pic 1]

               BIOFÍSICA I

Movimiento Rectilíneo Uniforme

González Mojica Ana Melissa a

angonzalez16@uan.edu.co

Ordóñez Jiménez Andrés Felipe b

Resumen— Este informe de laboratorio presenta las instrucciones y lineamientos generales para representar un desplazamiento en función del tiempo a partir de una burbuja presente en el Tubo de Mikola. Esto permitió conocer como varia el tiempo durante un trayecto de acuerdo a un ángulo de inclinación en el tubo. El tiempo y desplazamiento presentan un error experimental ya que se realizaron con instrumentos de datos directos (cinta métrica y cronometro). Como resultados se encontraron que la velocidad más baja es a los 5 °, posteriormente esta va aumentando, desde los 30 ° hasta los 65 ° la velocidad permanece en el intervalo de 9,6 a 10,6 cm/s para luego disminuir y mantenerse con la misma magnitud desde los 80 ° hasta los 90 °.

Palabras Clave— Ángulos, Velocidad, Gráficas, Desplazamientos, Tubo de Mikola.

Abstract— This lab report presents the general instructions and guidelines to represent a displacement as a function of time from a bubble present in the Mikola Tube. This allows known as time varies for a path according to an angle of inclination in the tube. The time and displacement present an experimental error since they were carried out with direct data instruments (tape measure and stopwatch). As results, it was found that the lowest speed is at 5°, from 30° to 65° the speed remains in the range of 9.6 to 10.6 cm/s and then decreases and remains with the same magnitude from 80° to 90°.

Keywords— Angles, Velocity, Graphics, Displacements, Mikola Tube.

1. Introducción

La práctica de laboratorio se realizó desde la fabricación del tubo de Mikola, hasta la realización de gráficas que representan el tiempo en el que a la burbuja le tomaba recorrer 10 cm. Este tiempo se tomó hasta recorrer 80 cm del tubo, registrando el tiempo en (s) cada 10 cm, pero, presentando una variación en el ángulo de inclinación el cual va desde los 5° hasta los 90°. En este laboratorio se usó como herramienta Excel para hacer las gráficas de acuerdo a los datos presentes en la tabla I y de esa forma generar un análisis más exacto para obtener el valor de la velocidad usando la ecuación (2) que representa la pendiente en una gráfica de x (cm) vs t (s). En este laboratorio se puedo observar como la variación entre la magnitud de la velocidad hallada de forma gráfica y de forma numérica con la ecuación (1) es mínima, esto también permite corroborar la exactitud de los resultados por el método numérico.

a Estudiante de Bioquímica.

b Docente de Física, Departamento Ciencias Básicas.

1. Aspectos Teóricos

Movimiento rectilíneo uniforme: Un movimiento es rectilíneo cuando el cuerpo describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. [1]

Tubo de Mikola: El tubo de Mikola fue inventado por Sandor Mikola, físico y matemático húngaro, dicho experimento  consistió en medir la velocidad de una burbuja de aire que se desplaza dentro de un tubo lleno de agua dicho tubo deberá estar inclinado con respecto a la horizontal, la burbuja comenzara a subir por la columna y muy pronto alcanzara una velocidad uniforme conocida como velocidad terminal, el objetivo de este experimento es determinar para que ángulo de inclinación con la horizontal,  la velocidad terminal alcanza su máximo valor. [2]

 Valor estimado de error: Es el valor que posee una magnitud física, está se representa de la forma A ± ΔA, donde A es la magnitud física y ΔA es el error de estimación acompañado de la unidad de medida.  

Velocidad: Es una magnitud vectorial y está asociado al cambio de posición de un cuerpo a lo largo del tiempo. [3]

Pendiente: Es la inclinación de un elemento lineal, natural o constructivo respecto de la horizontal, también puede referirse a la pendiente de la ecuación de una recta, como caso particular de la tangente a una curva, en cuyo caso representa la derivada de la función en el punto considerado. [4]

Ecuaciones: Las siguientes ecuaciones fueron usadas durante el laboratorio.

                                (1)[pic 2]

                                        (2)[pic 3]

                 (3)[pic 4]

Donde m representa la pendiente de una recta, y2 representa la posición final, y1 representa la posición inicial, x2 representa el tiempo final, x1 representa el tiempo inicial, v representa la velocidad, x representa el desplazamiento (cm), t representa el tiempo (s),  representa el error propagado en cada caso,  representa el error experimental de la magnitud x y  representa el error experimental de la magnitud y.[pic 5][pic 6][pic 7]

1. Aspectos Experimentales

Materiales a utilizar:

• Una cinta métrica o regla de 100 cm.
• Una manguera pequeña transparente de 1 cm de diámetro y 120 cm de largo. Ajustada a un ángulo recto de aluminio.
• Un Transportador ajustado al ángulo de aluminio.
• Un Cronometro.
• Un portátil por grupo con Microsoft Excel instalado.
• Guía de Laboratorio.

Montaje: La siguiente imagen representa el montaje para registrar el tiempo en el que la burbuja recorre el desplazamiento.

[pic 8]

Imagen 1 Montaje

Procedimiento: Se construye el montaje experimental del Tubo de Mikola. Es importante dejar 20 cm de espacio para poder colocar la cinta métrica, esto con el propósito de estabilizar el movimiento de la burbuja en el tiempo, también se evita en lo posible disminuir el tamaño de la burbuja, para evitar la división de la misma.

Luego se proporciona movimiento a la burbuja de aire, colocando el Tubo de Mikola con una inclinación de θ = 5°. Se mide el Tiempo t en (s) en lo que demora la burbuja en recorrer desplazamientos Δr de 10, 20, 30, hasta los 80 cm. El cronometro debe estar activo desde que la burbuja pasa por la marca de 10 cm. Se registran los tiempos obtenidos para cada desplazamiento de la burbuja en la tabla I con su respectivo error experimental.

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