Practica 1

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

LABO RATORIO DE CINEMATICA Y DINAMICA

PRACTICA 1. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

a) Comprobar que en el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado la aceleración es constante, así mismo determinar el valor de la aceleración de un cuerpo que se desplaza de manera rectilínea sobre un plano inclinado.

b) Realizar las gráficas: s vs t, v vs t y a vs t, que representan el comportamiento del movimiento de dicho cuerpo; con base en los datos obtenidos encontrar las ecuaciones que describen dicho movimiento e interpretar los coeficientes de las ecuaciones obtenidas.

HIPOTESIS

Movimiento rectilíneo, movimiento cuya trayectoria es una línea recta. Si el móvil no cambia de sentido, la única variación que puede experimentar la velocidad es la de su módulo. Esto permite clasificar el movimiento rectilíneo en movimiento rectilíneo y uniforme, si el módulo de la velocidad no varía, y movimiento rectilíneo uniformemente variado si el módulo de la velocidad varía de manera constante en el transcurso del tiempo.

Si se considera que el movimiento rectilíneo tiene lugar en una sola dimensión, la posición del móvil en cualquier instante queda determinada por el módulo del vector de posición.

Movimiento rectilíneo y uniforme, este movimiento se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo, la dirección y el sentido de la velocidad permanecen constantes en el tiempo. En consecuencia, no existe aceleración, ya que la aceleración tangencial es nula, puesto que el módulo de la velocidad es constante, y la aceleración normal es nula porque la dirección de la velocidad es constante. La ecuación de la posición para un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo y uniforme con una velocidad v es:

x = x0 + v•t

Donde x0 es la posición del móvil en el instante inicial. Por tanto, el móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales.

El movimiento rectilíneo uniformemente variado se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la velocidad varía proporcionalmente al tiempo. Por consiguiente, la aceleración normal es nula porque la velocidad no cambia de dirección y la aceleración tangencial es constante, ya que el módulo de la velocidad varía uniformemente con el tiempo.

Este movimiento puede ser acelerado si el módulo de la velocidad aumenta a medida que transcurre el tiempo y retardado si el módulo de la velocidad disminuye en el transcurso del tiempo. La ecuación de la velocidad de un móvil que se desplaza con un movimiento rectilíneo uniformemente variado con una aceleración a es:

v = v0 + a•t

Donde v0 es la velocidad del móvil en el instante inicial. Por tanto, la velocidad aumenta cantidades iguales en tiempos iguales, lo cual esperamos comprobar al finalizar esta práctica

ACTIVIDADES:

EQUIPO A UTILIZAR

a) Riel con soporte.

b) Carro dinámico.

c) Interfaz Science Workshop 750 con accesorios.

d) Sensor de movimiento con accesorios.

e) Indicador de ángulo.

f) Computadora.

PARTE I

1. Con ayuda de su profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente.

Instale el arreglo mostrado en la figura No. 1 considerando el ángulo de inclinación de Θ = 10°

El conector amarillo del sensor de movimiento debe estar conectado en el canal 1 de la interfaz Science Workshop y el conector negro en el canal 2.

2. Encienda la computadora y la interfaz, espere a que cargue totalmente el sistema.

3. Dé doble click en el ícono Data Studio, se muestra una ventana como la de la figura No. 2.

A continuación haga un clic en Create Experiment mostrando así la ventana de la figura No. 3.

4. Ahora, dando un click sobre el canal 1 de la figura de la interfaz (figura No. 3) se despliega una lista de sensores (figura No. 4) de la cual se debe seleccionar Motion.

Sensor haciendo doble clic. El programa muestra que el sensor está conectado a la interfaz y listo para iniciar con el experimento (figura No. 5).

5. Con el fin de graficar el comportamiento de la posición del carro dinámico durante su movimiento, arrastre de la parte superior izquierda la opción position ch 1 & 2 (m) a la parte inferior izquierda sobre la opción GRAPH (figura No. 8). Esta acción mostrará la ventana de graficación (figura No. 9).

6. Coloque el carro dinámico sobre el plano inclinado en la posición inicial, dé un clic sobre el botón Start y suelte el carro de manera que éste inicie su movimiento. Cuando el carro dinámico alcance la posición final dé un clic sobre el botón Stop.

7. En el monitor se muestra la gráfica del comportamiento de la posición del carro dinámico.

Con la ayuda de su profesor borre los datos no deseados y observe si dicho comportamiento es el esperado. Obtenga la tabla de los tiempos registrados.

8. Si la gráfica no es la esperada repita el experimento (actividades 6 y 7 hasta que la variación de los datos registrados no cambie demasiado.

PARTE II

1. Para obtener la magnitud de la aceleración del carro dinámico, sobre el menú de la ventana de graficación dé un clic en el botón fit para ajustar la gráfica a una curva seleccionando la opción Quadratic Fit.

2. Interprete el significado físico de cada uno de los coeficientes obtenidos.

A = aceleración media [m / s2 ] B = velocidad inicial [ m/s ] C = posición inicial [m]

3. Determine el valor de la magnitud de la aceleración del carro dinámico.

a = 19.82x10-3 [ m / s2 ]

CUESTIONARIO

1. Reporte el valor de la magnitud de la aceleración y las ecuaciones obtenidas para:

v = v(t) y s = s(t).

a = 19.82x10-3 [ m / s2 ]

v = v(t) = 1.982t + 0.0385

s = s(t) = 0.991t2 + 0.0385t + 0.118

2. Realice las gráficas (s vs t) , (v vs t) y (a vs t) y explique detalladamente si las gráficas obtenidas representan el comportamiento de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

grafica (s vs t), s(t) = 0.991t2 + 0.0385t + 0.118

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