Dinamica

I. INTRODUCCIÓN

Muchas veces como estudiantes o ingenieros por nuestro trabajo, estudio o quehaceres cotidianos nos obliga a viajar a distintos lugares. En estos casos debemos conocer la ruta o trayectoria que debemos seguir, luego consideremos el tiempo que tardaríamos en llegar, si estamos muy apurados tomamos un medio de transporte para viajar más rápido. En estas actividades cotidianas estamos relacionados con el movimiento tales como trayectoria, dirección, tiempo, rapidez, desplazamiento, velocidad, aceleración.

Se sabe por experiencia propia que, al ser soltada, una piedra desciende hasta tocar la superficie de la tierra. Aristóteles dedujo que un objeto al caer recorre una distancia en determinado tiempo y un objeto más pesado cubre la misma distancia en menor tiempo, de donde se concluye que el tiempo de caída de los cuerpos es inversamente proporcional al peso.

II. OBJETIVOS

 Establecer cuáles son las características del movimiento rectilíneo con aceleración constante.

 Determinar experimentalmente las relaciones matemáticas que expresan la posición, velocidad y aceleración de un móvil en función del tiempo.

 Calcular la aceleración de la gravedad usando los sensores y verificar que la caída de un cuerpo no depende de su masa.

III. MATERIALES

 Computadora con programa Logger Pro instalado

 Interfase Vernier

 Sensor de movimiento lineal Vernier motion detector 2

 Carril

 Foto puerta con soporte

 Móvil VERNIER

 Regla obturadora (Cebra)

 Varillas (3)

 Polea

 Pesas con portapesas  Cuerda  Regla.

IV. FUNDAMENTO TEÓRICO

El movimiento puede definirse como un cambio continuo de posición, en la cual involucra al Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (MRUV) y Caída libre.

a. Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU)

Es un movimiento con trayectoria rectilínea y está caracterizada por tener una velocidad constante. Es decir, el móvil con M.R.U. la velocidad media es igual a la velocidad instantánea.

b. Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado(MRUV)

El MRUV es un movimiento en el cual un móvil se desplaza en línea recta a una velocidad que varía de manera uniforme a lo largo del tiempo. Esta velocidad puede aumentar (y en ese caso el movimiento es acelerado) o disminuir (desacelerado).

b.1 Aceleración media

La aceleración media como la relación entre la variación o cambio de velocidad de un móvil y el tiempo empleado en dicho cambio de velocidad, puede ser negativa cuando reduce la velocidad.

b.2 Aceleración instantánea

La aceleración instantánea es el cambio en la velocidad de un objeto que se produce en un intervalo de tiempo infinitamente pequeño, es decir la derivada de la velocidad (instantánea) respecto al tiempo.

c. Caída libre

Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre el, siendo su velocidad inicial cero. En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre

los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva. La aceleración de un cuerpo en caída libre se denomina aceleración debida a la gravedad y se representa con la letra (g), en la superficie terrestre o cerca de ella, es aproximadamente:

V. EXPERIMENTOS

4.1 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADO

Objetivo. 1

- Verificar que la aceleración es constante en el MRUV.

A. Procedimiento

- Ingresó al programa LOGGER PRO, haga clic sobre el ícono experimento y seguidamente reconozca el sensor de movimiento previamente insertado a la interfase Vernier.

- Al ingresar al programa por defecto nos mostró las gráficas de posición y velocidad, así como sus respectivos medidores digitales. Seguidamente se procedió a configurar dicho sensor, para lo cual hacemos clic sobre el ícono INSERTAR, seleccionamos gráfica y obtenemos una gráfica de la aceleración. Seguidamente repetimos el proceso y seleccionamos un medidor digital para la velocidad y la aceleración.

- Luego se colocó el móvil en la posición inicial (a 0,15 m del sensor de movimiento). En seguida se empezó las mediciones con las masas de 20 gr, 30gr y 50 gr cada una con 5 repeticiones.

- Finalmente se inició la toma de datos soltando el móvil y oprimiendo el botón TOMAR DATOS en la barra de configuración principal de Logger Pro.

B. Resultados obtenidos

 Aquí se puede apreciar que la aceleración experimental vararía en pequeñas diferencias.

 Aquí se puede apreciar que el porcentaje de error es aceptable porque hubieron factores que alteraron su medición como el choque por rodadura.

 Aquí se aprecia que la aceleración promedio se asemeja a los valores obtenidos por el programa logger Pro.

 Aquí, se aprecia que la aceleración experimental a vario con respecto u la aceleración teórica, por que hubieron factores que alteraron la respuesta de la aceleración experimental.

 Aquí se aprecia que la aceleración promedio se asemeja a los valores obtenidos por el programa logger Pro.

 Aquí se aprecia que la velocidad experimental y la velocidad teórica se asemejan porque se tuvo que hacer varios intentos para obtener una velocidad promedio final equiparable con lo teórico.

C. Cuestionario

4.1.1 . En cada caso ¿Cuál es el la diferencia entre el valor teórico y el valor experimental de la aceleración? ¿A qué se debe dicha diferencia?

Diferencia de la aceleración entre el valor teórico y experimental.

Valor teórica Valor experimental

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