Práctica de Laboratorio Nº 2

Práctica de Laboratorio Nº 2
DESCRIPCIÓN DE UN MOVIMIENTO
Facultad de Ingenierías
Departamento Ciencias Naturales y Matemáticas
Área de Física / Cinemática y Dinámica
Autor: Luís Alfredo Rodríguez Saucedo
Correo: [email protected]
1. INTRODUCCIÓN
La cinemática describe el movimiento de los cuerpos sin considerar las leyes que lo rigen.
El análisis cinemático del movimiento de una partícula consiste, esencialmente, en
determinar la posición de la partícula en cada instante de tiempo. El objetivo de esta
práctica es describir el movimiento de un deslizador que se desplaza sobre una mesa
horizontal (carril de Fletcher).
2. PROCEDIMIENTO
Realice sobre su mesa de laboratorio el montaje, tal como se ilustra en la Figura 1 o en el
video http://correo.puj.edu.co/mjaramil/Lab2FI.WMV, colgando de la cuerda una masa de
10 g. Posteriormente se dejará rodar el deslizador, partiendo del reposo, y se registrarán
simultáneamente posiciones y tiempos a lo largo de todo el recorrido.
Figura 1
Escoja el sitio de partida y/o la longitud de la cuerda, de tal manera que el deslizador
recorra aproximadamente la mitad del camino antes de que la pesa caiga al piso o sobre una
barrera artificial, y la otra mitad del camino libremente, después de que la pesa haya caído
al suelo o sobre la barrera.
2.1. Medida de posiciones y tiempos. Sobre la mesa hay un registrador (ticómetro) y una
cinta de papel con los que se puede obtener un registro simultáneo de las posiciones y
tiempos durante el recorrido del deslizador. Cuando se oprime el botón del registrador,
el martillito golpea a una frecuencia constante de 40 impactos en un segundo Si se pasa
la cinta de papel por debajo del martillito y del papel carbón, en la cinta quedará
marcada una serie de puntos espaciados por intervalos iguales de tiempo ( 1 40 s).
(Antes de realizar el experimento pruebe el mecanismo del registrador pasando un
trozo de cinta y tirando de él mientras el registrador está funcionando. Examine la
cinta de prueba y cerciórese de que los puntos quedan correctamente registrados).
2.2. Después de la prueba, pase por el ticómetro un trozo de cinta de papel de longitud
adecuada, adhiéralo a la parte posterior del deslizador y sujete éste último con la mano
en la posición inicial convenida. Uno de sus compañeros colgará la masa de la cuerda
y otro encenderá el soplador y el ticómetro poniendo el interruptor en la posición 40
Hz. Después de que el ticómetro y el soplador estén encendidos, suelte el deslizador
para que inicie el movimiento. El ticómetro y el soplador sólo deberán apagarse
cuando el deslizador realice la totalidad del recorrido. El conjunto de puntos que se
imprime sobre la cinta mientras el deslizador esté en movimiento constituye un
registro de las posiciones sucesivas y del tiempo correspondiente a cada posición.
2.3. Ahora, desprenda la cinta del deslizador y péguela sobre la mesa. Escoja un intervalo
de tiempo arbitrario (el tiempo transcurrido entre cierto número de puntos tales como
4, 5, 6,7, etc.) y llámelo 1 tic. Haga esta selección de tal forma que en toda la longitud
de la cinta marcada obtenga entre 15 y 20 pares de valores de x y t. Puede despreciar
los centímetros iniciales de la cinta si los puntos están demasiado juntos, y escoger un
origen (t = 0, x = 0) a partir de un punto donde se pueda distinguir claramente entre
dos marcas sucesivas (Figura 2). Recuerde que los valores de x y t se miden siempre
desde el origen escogido para posiciones y tiempos.
x3
x2
Cinta
x1
t=0
t=1
t=2
t=3
Figura 2
2.4.Mida posiciones, calcule tiempos (Figura 3) y tabule sus resultados en el Formato No1..
2.5. Grafique x vs. t y analice la curva x (t).
2.6. Linealice la curva x (t) construyendo la tabla de (x/t); utilice el Formato No.1. Haga la
gráfica de (x/t) vs. t.
Regla
Cinta
Figura 3
2.7.De las gráficas y los resultados obtenidos en las secciones 2.5 y 2.6, deduzca la función
x(t) que describe la totalidad del movimiento. (Tenga en cuenta que la forma
matemática de la función puede cambiar según el intervalo de tiempo). Considere los
movimientos rectilíneo uniforme y rectilíneo uniformemente acelerado estudiados en
clase.
2.8.De su resultado en 2.7 deduzca las funciones velocidad vx(t) y aceleración ax(t) para la
totalidad del movimiento.
3. PREPARACIÓN
Revise los conceptos cinemáticos de posición, velocidad media e instantánea y aceleración.
Revise la técnica de linealización de gráficas de parábolas. Repase las ecuaciones
cinemáticas del Movimiento Uniformemente Acelerado y el Movimiento Uniforme.
Formato No. 1
A B C D E
GRUPO F G H I J
PROFESOR
FECHA
Apellidos
y
Nombres
Código
INTEGRANTES
DEL GRUPO
DATO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
t [tic ó s]
x [cm]]
x/t [cm/tic ó cm/s]
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