UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LA SALUD CARRERA BIOQUÍMICA Y FARMACIA PROYECTO DE LA ASIGANTURA FISICA TEMAS MOVIMIENTO, REPOSO MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME MOVIMIENTO VARIADO MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE VARIADO RESPONSABLE ALARCON CLEMENTE MISHEL VIVIANA DOCENTE DR: FREDDY ALBERTO PEREIRA GUANUCHE MACHALA –EL ORO - ECUADOR 1 INDICE 1. INTRODUCCIÓN 1 2. OBJETIVOS 1 2.1 Objetivo general 1 2.2 Objetivo específico 1 3. MARCO TEORICO 2 3.1 concepto de movimiento y reposo 2 3.2 movimiento rectilíneo uniforme 2 3.3 movimiento variado 6 3.4 movimiento uniformemente variado. 6 4. EXPERIMENTO: 12 4.1 materiales 12 4.2 técnicas utilizadas 12 5. RESULTADOS 13 6. CONCLUSIONES 13 7. RECOMENDACIONES 13 8. BIBLIOGRAFIAS 14 9. ANEXOS 15 2 1. INTRODUCCION El motivo de la realización del presente proyecto tiene como objetivo demostrar los temas planteados mediante el método científico experimental, podemos decir que es muy fundamental para la formación de un profesional en Bioquímica y Farmacia. En este trabajo se demostrara experimentalmente el movimiento uniforme, donde la rapidez puede ser instantánea y como es una constante se puede confundir con la velocidad media, se dice entonces que un movimiento uniforme es aquel que recorre cierta distancia en tiempos iguales por lo tanto la rapidez es una constante. 2. OBJETIVOS OBJETIVOS GENERAL: Realizar el experimento de la unidad de Cinemática mediante investigaciones aplicando diferentes métodos en cada uno de los temas vistos para consolidar conocimientos adquiridos. OBJETIVOS ESPECIFICOS: Consultar los temas repartidos Analizar y buscar un experimento que nos sirva para demostración que será aplicada en una exposición 3 3. MARCO TEORICO: 3.1 CONCEPTO DE MOVIMIENTO Y REPOSO El Movimiento es un cambio de posición de un cuerpo respecto a un sistema de referencia. Está claro que el sentido de movimiento es relativo, ya que si vamos en un avión, nuestros compañeros de viaje se perciben como en reposo respecto a nosotros y podemos decir que duermen en sus asientos muy tranquilos. Sin embargo, en avión con fuselaje transparente, una persona que está afuera diría que todos los pasajeros se mueven y lo hacen a una velocidad rapidísima, respecto al observador afuera del avión. Así, el movimiento depende del observador. Usualmente nuestro sistema de referencia suele ser la Tierra y las montañas como la cordillera de los Andes están claramente en reposo, pero si observamos la cordillera desde la luna veríamos que esta se mueve a una velocidad impresionante. Trayectoria: es la curva o camino recorrido que describe el cuerpo en su movimiento desde un punto A a un punto B. Desplazamiento: Es el cambio de posición que experimenta el cuerpo de un punto A a un punto B, sin importar el camino intermedio. Se representa como una línea recta o flecha desde A a B Distancia recorrida: es la longitud de la trayectoria o distancia efectivamente recorrida por un móvil. (salasar, 2009) 3.2 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME El movimiento rectilíneo uniforme (MRU) fue definido, por primera vez, por Galileo en los siguientes términos: "Por movimiento igual o uniforme entiendo aquél en el que los espacios recorridos por un móvil en tiempos iguales, tómense 4 como se tomen, resultan iguales entre sí", o, dicho de otro modo, es un movimiento de velocidad v constante. El MRU se caracteriza por: a) Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal. b) Velocidad constante; implica magnitud, sentido y dirección inalterables. c) La magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración (aceleración = 0). Concepto de rapidez y de velocidad Muy fáciles de confundir, son usados a menudo como equivalentes para referirse a uno u otro. Pero la rapidez (r) representa un valor numérico, una magnitud; por ejemplo, 30 km/h. En cambio la velocidad representa un vector que incluye un valor numérico (30 Km/h) y que además posee un sentido y una dirección. Cuando hablemos de rapidez habrá dos elementos muy importantes que considerar: la distancia (d) y el tiempo (t), íntimamente relacionados. Así: Si dos móviles demoran el mismo tiempo en recorrer distancias distintas, tiene mayor rapidez aquel que recorre la mayor de ellas. Si dos móviles recorren la misma distancia en tiempos distintos, tiene mayor rapidez aquel que lo hace en menor tiempo. Significado físico de la rapidez La rapidez se calcula o se expresa en relación a la distancia recorrida en cierta unidad de tiempo y su fórmula general es la siguiente: 5 Donde v = rapidez d = distancia o desplazamiento t = tiempo Usamos v para representar la rapidez, la cual es igual al cociente entre la distancia (d) recorrida y el tiempo (t) empleado para hacerlo. Como corolario, la distancia estará dada por la fórmula: Según esta, la distancia recorrida por un móvil se obtiene de multiplicar su rapidez por el tiempo empleado. A su vez, si se quiere calcular el tiempo empleado en recorrer cierta distancia usamos El tiempo está dado por el cociente entre la distancia recorrida y la rapidez con que se hace. 6 En este ejemplo, el móvil recorre 8 metros cada 2 segundos y se mantiene constante. Problemas o ejercicios sobre el movimiento rectilíneo uniforme: Ejercicio 1 Un automóvil se desplaza con una rapidez de 30 m por segundo, con movimiento rectilíneo uniforme. Calcule la distancia que recorrerá en 12 segundos. Analicemos los datos que nos dan: Apliquemos la fórmula conocida: y reemplacemos con los datos conocidos: ¿Qué hicimos? Para calcular la distancia (d), valor desconocido, multiplicamos la rapidez (v) por el tiempo (t), simplificamos la unidad segundos y nos queda el resultado final en metros recorridos en 12 segundos: 360 metros. (Gomez) 7 3.3 MOVIMIENTO VARIADO Es el de un móvil cuya velocidad es constante, sea en magnitud o sea en dirección y sentido. Así, el movimiento de un punto de una aguja de un reloj, denominado movimiento circular uniforme, tiene velocidad constante en magnitud, pero no en dirección, pues está cambiándola continuamente: es un movimiento variado. Lo es igualmente el de una piedra que se lanza verticalmente hacia arriba, pues su velocidad va continuamente disminuyendo. Un movimiento variado puede ser acelerado o retardado, según que la velocidad aumente o disminuya. El movimiento variado es el más general en la naturaleza. Lo ordinario es que un tren, por ejemplo, comience acelerando, llegue a un máximo de velocidad y luego vaya retardando al aproximarse a la estación. En el movimiento variado se llama velocidad media (Vm) es un intervalo de tiempo dado al cociente del trayecto recurrido por el tiempo empleado en el mismo: Vm= E/T Con esta fórmula se pueden resolver en el movimiento variado.(Suarez, 2011) 3.4 MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE VARIADO. Un movimiento es variado si varía la velocidad o la dirección. El más importante es el movimiento en que varía la velocidad. Pueden ser uniformemente variados o variados sin uniformidad. Se llama aceleración, la variación que experimenta la velocidad en la unidad de tiempo. Puede ser positiva, si aumenta y negativa o retardo, si disminuye. 8 En el movimiento uniformemente variado, la aceleración permanece constante. Se rige por unas leyes determinadas. Como ejemplo de movimiento uniformemente acelerado tenemos el de la caída libre de los cuerpos, estudiado por Galileo y Newton. Los movimientos variados se representan por gráficas de manera semejante al movimiento uniforme. El movimiento de rotación es un ejemplo de movimiento uniformemente variado en dirección. Corresponde a un cuerpo que gira alrededor de un eje, y tiene sus leyes propias. Se llama movimiento variado si cambia la velocidad o la dirección. Este último apartado es indiferente. También pude ser Uniformemente variado si la velocidad cambia de forma constante y con la misma intensidad o Variado sin uniformidad si no se cumple lo anterior. Aceleración Es la variación que experimenta la velocidad en un movimiento variado. Puede ser positiva si la velocidad aumenta o negativa (retardo) si la velocidad disminuye. MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO Supongamos que un móvil (un tren) parte del reposo con Movimiento variado. 9 . Pasado un tiempo Movimiento variado. Habrá adquirido una velocidad Movimiento variado. Que será igual a velocidad anterior más aceleración: Movimiento variado. Pasado un tiempo t2, la velocidad V2 que será igual a la velocidad anterior + aceleración: Movimiento variado. Pero como Movimiento variado. y tenemos que Movimiento variado. lo que resumido viene a ser 10 Movimiento variado. Y así sería para un V3, etcétera. Por tanto podemos establecer la siguiente fórmula general de la velocidad en un móvil en movimiento uniformemente acelerado. Al cabo de un tiempo t, la velocidad Vt será igual a la velocidad inicial Vo más t veces la aceleración: Movimiento variado. (1) Para deducir la aceleración diremos que es la diferencia de velocidad en la unidad de tiempo: Movimiento variado. , despejamos los denominadores Movimiento variado. (2) Para calcular el espacio recorrido recordemos la fórmula del movimiento uniforme: Movimiento variado. (3) Tenemos que el espacio es el producto de la velocidad por el tiempo. En el movimiento variado, como la velocidad varía, hemos de tomar la media aritmética de las dos velocidades que responde a esta fórmula: 11 Movimiento variado. y si sustituimos este valor por la velocidad de la fórmula (3) tendremos: Movimiento variado. (4) Y despejando v en la fórmula (2): Movimiento variado. , que sustituimos en la fórmula (4) nos dará Movimiento variado. Fórmula final que nos da el espacio recorrido por un móvil en movimiento uniformemente acelerado cuando parte del reposo: Movimiento variado. y cuando parte de una velocidad distinta de 0 tendremos Movimiento variado. 12 Movimiento Uniformemente Retardado Partimos de la fórmula del movimiento uniformemente acelerado y sabemos que en lugar de acelerar , retardamos por tanto tendremos la fórmula anterior así: Movimiento variado. Leyes del movimiento uniformemente variado 1. Las velocidades son proporcionales a los tiempos 2. Los espacios son proporcionales a las aceleraciones 3. Los espacios recorridos son proporcionales a los cuadrados de los tiempos empleados para recorrerlos. Representación del movimiento uniformemente acelerado Movimiento variado. (Guesth, 2013) 13 4. EXPERIMENTO: Con este experimento estudiaremos el movimiento uniforme, es uno de los más sencillos, para entender del movimiento uniforme realizaremos un experimento: Un movimiento uniforme tiene la característica de que su rapidez en (X) es constante, y puede ser confundida fácilmente con la velocidad media. Decimos que la condición básica es que se mantiene fija: (Izquierdo, 2011) 𝑉= ∆X ∆𝑡 Por lo tanto se dice que este movimiento uniforme es aquel que recorre cierta distancia en tiempos iguales por lo tanto se realizara un experimento para verificar si un objeto se mueve o no uniformemente. 4.1 MATERIALES Para esto como materiales utilizaremos: un tubo de vidrio una pelita pequeña agua varas de aluminio un cronometro 4.2 TÉCNICAS UTILIZADAS Dentro del tubo tendremos agua y la pelotita que se moverá a medida del tubo , esta es la que se moverá en cierta condición. Entonces mostrare que el objeto se mueva en movimiento uniforme, si esta partícula recorre distancias iguales en tiempos iguales podre decir que se ha cumplido el objetivo, se coloca, dos puntos aproximadamente 40cm tendremos 2 espacios iguales, tomare el tiempo con un cronometro, entonces a mediada que recorre la pelotita deben coincidir. Al coincidir quiere decir que la rapidez en una constante por lo tanto la partícula se ha movido en una rapidez constante. 14 5. RESULTADOS En el primer espacio tenemos 3 segundos. En el segundo espacio tenemos 3 segundos. Se demuestra que a espacios iguales la partícula u objeto recorre tiempos iguales, utilizando la fórmula: 𝑉= 40 𝑐𝑚/𝑠 3 6. CONCLUSION Concluyendo el proyecto queda claro que la física es una ciencia demostrativa y exacta, después de realizado el proyecto se demostró que la rapidez es constante. 7. RECOMENDACIÓN Al crear nuestro experimento es necesario asegurarse si realmente va a funcionar. Usar los métodos adecuados para evitar confusiones Usar mandil. 15 8. Bibliografía Gomez. (s.f.). Profesor en linea. Obtenido de http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Movimiento_rectilineo.html Guesth. (2013). Explorando la Fisica. Obtenido de http://explorandolafisica.wikispaces.com/MOVIMIENTO+UNIFORMEMENT E+VARIADO. Izquierdo, C. (2011). Movimiento uniforme . Obtenido de https://www.youtube.com/watch?v=e5R-DxQHq0w salasar, a. (5 de 2009). Fisica 2M. Obtenido de http://fisica2m.blogspot.com/2009/05/movimiento-y-reposo-relativos.html Suarez, A. (2011). enciclopedias.com . Obtenido de http://www.enciclopediadetareas.net/2010/11/movimiento-variado.html 16 9. ANEXOS 17