PRACTICA # 2 - Universidad Pontificia Bolivariana (Colombia)

LABORATORIO DE DINÁMICA
PRACTICA No.1
MOVIMIENTO RELATIVO Y CINEMÁTICA DE
PARTÍCULAS
NUMERO GRUPO: ________FECHA: ________________HORA_________________
DIA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: ______________________________
INTEGRANTES:
APELLIDOS
NOMBRES
ID
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA
ESCUELA DE INGENIERÍAS
CENTRO DE CIENCIA BÁSICA
1 OBJETIVO
Afianzar los conocimientos básicos sobre movimiento relativo, movimiento vinculado de
puntos materiales conectados y del movimiento de partículas bajo la acción de fuerzas
externas.
2 EQUIPO Y MATERIALES
Riel de aluminio
Soportes
Cronómetro digital
Computador
Flexómetro
Transportador
Polea fija
Polea móvil
Carro
Pesas y portapesas
Cuerda de nylon
Balanza
3 TEORÍA
El grupo de trabajo debe tener claros los siguientes conceptos para poder desarrollar la
práctica:
Velocidad y aceleración relativas
La segunda ley de Newton
Movimiento vinculado de puntos materiales conectados.
Los textos recomendados con la teoría para este experimento son:
HIBBELER, R. C. Mecánica Vectorial Dinámica 10ª edición México D.F.
Pearson Education, 2004
BEDFORD, Anthony y FOWLER, Wallace Mecánica para Ingeniería Dinámica
Addison Wesley, 5a edición, 2008
BEER, Ferdinand y JOHNSTON, Jr. E. Russell Mecánica Vectorial para Ingenieros
Dinámica 8ª edición, Mc Graw - Hill, 2007
MERIAM, J. L. y KRAIGE L.G. Mecánica para Ingenieros Dinámica 3ª edición, Madrid,
Ed. Reverté, 2004
4 MONTAJE
En la figura 1 se indica el montaje para la realización del experimento. El montaje de estos
equipos así como su operación será explicado por el profesor en la práctica.
5 PROCEDIMIENTO
El computador registra, mediante los sensores, los desplazamientos y los tiempos del carro
que se mueve sobre el riel. Con estos registros da las curvas de desplazamiento, velocidad y
aceleración contra el tiempo, así como los coeficientes de las ecuaciones empíricas
correspondientes, los cuales deben ser tomados por cada grupo de trabajo con la asesoría
del profesor.
6 DATOS EXPERIMENTALES
En la tabla No.1 se registran los valores de los coeficientes que permiten obtener la
ecuación de desplazamiento contra tiempo del carro para cada evento o experimento. Así
mismo, se registran los coeficientes ajustados correspondientes a la ecuación que mejor
describe el movimiento del carro. A partir de esta ecuación se hacen los cálculos.
Número del
experimento
1
2
3
4
5
Coeficientes
ajustados
Coeficiente ao
Coeficiente a1
Coeficiente a2
Coeficiente a3
Tabla No.1
7 INFORME DE LA PRÁCTICA
En el informe se debe reportar por escrito lo que se pide en la tabla No.2siguiente:
POLINOMIO
AJUSTADO
EXPRESIÓN EN
FUNCIÓN DEL TIEMPO
POSICIÓN S(t)
VELOCIDAD V(t)
ACELERACIÓN a(t)
POLINOMIO
EVALUADO
EXPRESIÓN EVALUADA
EN t=_______s
POSICIÓN S(t= )
VELOCIDAD V(t= )
ACELERACIÓN a(t= )
Tabla No.2
Cálculos:
A. Calcular las siguientes variables:
T1: tensión en la cuerda que une m1 y m2.
T2: tensión de la cuerda que une la polea móvil con m3 .
Ff: fuerza de fricción de rodadura entre el carro y el riel .
V1 : Velocidad de la masa m1
V2 : Velocidad de la masa m2
V3 : Velocidad de la masa m3
a1 : Aceleración de la masa m1
a2 : Aceleración de la masa m2
a3 : Aceleración de la masa m3
V12: velocidad relativa de m1 respecto a m2 al final del recorrido de las partículas .
A12: aceleración relativa de m1 respecto a m2 al final del recorrido de los cuerpos .
Las masas m1, m2 y m3 son, respectivamente, las del carro, la polea móvil y la pesa que
cae verticalmente. No se tienen en cuenta la fricción en ambas poleas y la inercia de la
polea fija.
B. Hacer el dibujo del montaje indicando claramente el sistema de referencia y las
variables físicas que allí puedan indicarse ( longitudes, velocidades, aceleraciones,
ángulos ).
S1
S2
S3
S4
S5
Fig. 1
C. Hacer los diagramas de cuerpo libre y de otro tipo que se consideren necesarios para
plantear la solución del caso, así como las ecuaciones que se emplearán para hacer
los cálculos.
D. Realizar los cálculos en un anexo a partir de las ecuaciones y los datos
experimentales. No olvide las unidades en ellos. Presente claramente sus resultados
en la tabla No.3.
RESULTADOS EN FORMA VECTORIAL
VARIABLE
VECTOR (Unidades)
T1
T2
Ff
V12
V13
V23
a12
a13
a23
Tabla No.3
8 ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
9. ANEXO PARA CÁLCULOS