INFORME DE LA EXPERIMENTACION

UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA SALUD
CARRERA DE BIOQUIMICA Y FARMACIA
“CALIDAD, PERTINENCIA Y CALIDEZ”
EXPERIMENTACION DE LA UNIDAD
FECHA: Machala, 18 de junio del 2014
CURSO: Primero semestre
PARALELO: “B”
NOMBRE DEL GUIA: Freddy Alberto Pereira Guanuche
TEMA: experimentación de las unidades 1 y 2
OBJETIVO:
Experimentar la unidad para el comprendimiento de ella y empleando materiales reciclables.
MATERIALES
Utilizar materiales reciclables para la realización de cada experimento.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA.
SISTEMA DE FUERZAS CONCURRENTES
Un sistema de fuerzas concurrentes es aquel para el cual existe un punto en común para todas
las rectas de acción de las fuerzas componentes. La resultante es el elemento más simple al cual
puede reducirse un sistema de fuerzas. Como simplificación diremos que es una fuerza que
reemplaza a un sistema de fuerzas. Se trata de un problema de equivalencia por composición,
ya que los dos sistemas (las fuerzas componentes por un lado, y la fuerza resultante, por el otro)
producen el mismo efecto sobre un cuerpo. En el ejemplo que veremos a continuación vamos a
hallar la resultante en forma gráfica y en forma analítica.
CAIDA LIBRE
En la mayor parte de los movimientos la velocidad no se mantiene constante sino que varía. La
variación que experimenta la velocidad se conoce como aceleración y este cambio puede afectar
tanto al módulo de la velocidad (a la “rapidez”) como a la dirección y sentido. En los movimientos
uniformemente acelerados, es decir, en aquellos en la que la aceleración es constante, se
cumplen las siguientes ecuaciones:
v=vo+at
e=eo+vot+1/2at2
Siendo la v velocidad final y vo la inicial, a la aceleración, en el espacio recorrido final, e es el
espacio inicial y t el tiempo.
TIRO PARABOLICO
Cuando lanzamos un cuerpo con una velocidad que forma un ángulo con la horizontal, éste
describe una trayectoria parabólica. En su obra Diálogo sobre los Sistemas del Mundo (1633),
Galileo Galilei expone que el movimiento de un proyectil puede considerarse el resultado de
componer dos movimientos simultáneos e independientes entre sí: uno, horizontal y uniforme;
otro, vertical y uniformemente acelerado.
ALTURA MÁXIMA: La altura máxima se alcanza cuando la componente vertical vy de la
velocidad se hace cero. Como vy = v0y - gt, se alcanzará la altura máxima cuando t = v0y/g.
Utilizando estos datos llegarás fácilmente a la conclusión de que el valor de la altura máxima es:
ymax= v0y2/2g = (v02/2g) sen2α
El móvil estará avanzando horizontalmente a la velocidad constante v0x durante el tiempo de
vuelo, que será 2t (siendo t el tiempo en alcanzar la altura máxima) ya que el móvil tarda lo mismo
en subir que en bajar, por lo tanto el alcance es:
xmax = v0x2t es decir; alcance = xmax = (v02/g) sen 2α
LEY DE LA ACELERACIÓN
La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la resultante de las
fuerzas que actúan en él, y tiene la misma dirección y el mismo sentido que dicha resultante.
R = m a, o bien, å F = m a.
Consideremos un cuerpo sometido a la acción de varias fuerzas (F1, F2, F3, etc.). Sabemos que
al suceder esto, es posible sustituir el sistema de fuerzas por una fuerza única, la resultante R
del sistema. La aceleración que el cuerpo vaya a adquirir por la acción del sistema de fuerza, se
obtendrá como si el cuerpo estuviese sometido a la acción de una fuerza única, igual a R. La
ecuación F = ma será en este caso, sustituida por R = ma, y el vector a tendrá la misma dirección
y el mismo sentido que el vector R. La ecuación R = ma es la expresión matemática de la
Segunda Ley de Newton en su forma más general. La Segunda Ley de Newton es una de las
leyes básicas de la mecánica, se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie
de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. El mismo Newton la aplicó al estudiar
los movimientos de los planetas, y el gran éxito logrado constituyó una de las primeras
confirmaciones de esta ley. La masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que actúa en el
mismo, y la aceleración que produce en él, o sea:
m=F/a.
Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su inercia; es decir, la masa de un
cuerpo es una medida de la inercia del mismo.
ROZAMIENTO ESTÁTICO Y CINÉTICO
La fuerza de rozamiento es una fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y es
una fuerza muy importante cuando se estudia el movimiento de los cuerpos. Es la causante, por
ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre una superficie con poco
rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento como, por ejemplo, un
suelo rugoso). Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos
cuerpos que están en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento estática. Por
ejemplo, si queremos empujar un armario muy grande y hacemos una fuerza pequeña, el armario
no se moverá. Esto es debido a la fuerza de rozamiento estática que se opone al movimiento. Si
aumentamos la fuerza con la que empujamos, llegará un momento en que superemos está fuerza
de rozamiento y será entonces cuando el armario se pueda mover, tal como podemos observar
en la animación que os mostramos aquí. Una vez que el cuerpo empieza a moverse, hablamos
de fuerza de rozamiento dinámica. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la fuerza
de rozamiento estática.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME
Para establecer el movimiento rectilíneo uniforme debemos saber lo que significa movimiento,
trayectoria y velocidad.
Posición.- cuerpo que se mueve cuando cambia de lugar o posición con el paso el tiempo. No
es fácil precisar, a veces, si un cuerpo se esta moviendo.
Para conocer la posición de un cuerpo necesitamos unos puntos de referencia que consideramos
fijos y que denominamos sistema de referencia. Por ejemplo si deseamos que el libro esté encima
de la mesa, estamos tomando en la mesa como punto de referencia.
Trayectoria.- en la mayoría de los movimientos, la trayectoria no queda marcada, sino que es
una línea imaginaria
Velocidad.- para el estudio del movimiento tenemos que considerar dos magnitudes físicas
fundamentales; el espacio y el tiempo. el desplazamiento, o espacio recorrido por el móvil.
Si relacionamos las dos magnitudes fundamentales, obtendremos una derivada, llamada
vectorial, y por tanto posee un valor numérico, que suele llamarse rapidez; una dirección y un
sentido.
FUNCIONES TRIGONOMÉTRICA
Según Pitágoras puede identificar y determinar la hipotenusa o los ángulos mediante fórmulas y
determinar los catetos adyacentes y opuestos
Pitágoras expone que : Las funciones
trigonométricas son establecidas con el fin de extender su gran importancia en la representación
de fenómenos los valores se extienden por concepto en una serie infinita de soluciones que
aparecen en las primeras tablas mediante un triángulo rectángulo con ángulos dentro del rango
y demostrar las funciones trigonométricas de la suma de los ángulos mediante el planteo del
doble ángulo.
MOVIMIENTO UNIFORMENTE 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. 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.
LANZAMIENTO VERTICAL HACIA ARRIBA
Consideremos un cuerpo que es lanzado verticalmente hacia arriba desde un punto A tal como
mostrare en la figura. Una vez iniciado el movimiento, su rapidez va disminuyendo cada segundo
en una magnitud numérica igual a la aceleración de gravedad. De entre todos los movimientos
rectilíneos uniformemente acelerados (m. r.v.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variados
que se dan en la naturaleza. Un objeto vertical es lanzado verticalmente hacia arriba o hacia
abajo desde cierta altura H despreciando cualquier tipo de razonamiento con el aire o cualquier
obstáculo. Se trata de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Para estudiar el
movimiento de lanzamiento vertical normalmente utilizaremos un sistema de referencia cuyo
origen de coordenadas se encuentra en el pie de la vertical normalmente utilizaremos este
sistema.
DESPLAZAMIENTO Y DISTANCIA
Desplazamiento
Desplazamiento se define como el movimiento o cambio de la posición de un cuerpo a lo largo
del tiempo respecto de un sistema de referencia. Moverse es desplazarse y desplazarse es
cambiar de posición. El movimiento de los objetos es algo que ocurre continuamente a nuestro
alrededor. El cambio continuo en la posición de un objeto sugiere que puede haber un
movimiento. Por ejemplo si un cuerpo material cambia su posición con respecto a otro escogido
como referencia, se puede afirmar que ese cuerpo se ha desplazado.
Distancia
La distancia se refiere a cuanto espacio recorre un objeto durante su movimiento. Es la cantidad
movida. También se dice que es la suma de las distancias recorridas. Por ser una medida de
longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de
Medidas. Al expresar la distancia, por ser una cantidad escalar, basta con mencionar la magnitud
y la unidad.
PRINCIPIO DE MOVIMIENTO: MASA Y FUERZA
El movimiento es un cambio de posición de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto de un
sistema de referencia. El estudio del movimiento se puede realizar a través de la cinemática o a
través de la dinámica. En función de la elección del sistema de referencia quedarán definidas las
ecuaciones del movimiento, ecuaciones que determinan la posición, la velocidad y la aceleración
del cuerpo en cada instante de tiempo.
Fuerza: es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal
entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo agente
capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse
con los conceptos de esfuerzo o de energía.
Masa: es una medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo. Es una propiedad
intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional.
La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo
(kg). Es una magnitud escalar.
Aceleración: es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de
tiempo. En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por o y
su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en el Sistema Internacional es el m/s2.
TERCERA LEY DE NEWTON
Cuando un cuerpo A ejerce una fuerza sobre un cuerpo B, éste reacciona sobre A con una fuerza
de la misma magnitud, misma dirección y de sentido contrario.
F AB = - F BA
Este enunciado es conocido como Tercera Ley de Newton, o Ley de Acción y Reacción. Las dos
fuerzas mencionadas en la tercera ley de Newton, y que aparecen en la interacción de dos
cuerpos, se denominan acción y reacción. Cualquiera de ellas podrá, indistintamente, ser
considerada como acción o como reacción. Observemos que la acción es aplicada a uno de los
cuerpos y la reacción actúa en el cuerpo que ejerce la acción, es decir, están aplicadas en
cuerpos diferentes. Por consiguiente, la acción y la reacción no se pueden equilibrar
mutuamente, porque para ello sería necesario que estuviesen aplicadas sobre un mismo cuerpo,
lo cual nunca sucede. El tercer principio de la dinámica o tercera ley de Newton afirma que para
cualquier fuerza ejercida por un cuerpo sobre otro siempre existe otra idéntica y de sentido
contrario ejercida por el segundo cuerpo sobre el primero.
MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMENTE VARIADO
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado también conocido como Movimiento rectilíneo
uniformemente variado (MRUV) o Movimiento Unidimensional con Aceleración Constante, es
aquél en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una
aceleración constante. Esto implica que para cualquier instante de tiempo, la
móvil tiene el
mismo valor. d. También puede definirse el movimiento MRUA como el seguido por una partícula
que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante 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.
x=x0+v0 •t + ½•a•t2
DINÁMICA DE LA ROTACIÓN
La dinámica de la rotación es el movimiento de cambio de orientación de un cuerpo extenso de
forma que dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante de un
punto fijo .En un espacio tridimensional. La velocidad angular se expresa como el ángulo girado
por unidad de tiempo y se mide en radianes por segundo. Otras unidades que se puede utilizar
son hercios o revoluciones por un minuto .La rotación es una propiedad vectorial de un cuerpo
El vector representativo de la velocidad angular es paralelo a la dirección del eje de rotación y su
sentido indica el sentido de la rotación y su sentido indica el sentido de la rotación siendo el
sentido horario negativo anti horario positivo.
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
El movimiento es el cambio de poscision de un cuerpo a lo largo del tiempo respecto de un
sistema de referencia Este estudio del movimiento se puede realizar a través de la cinematica
atravez de la dinámica. Se denomina movimiento uniforme al movimiento cuando su velocidad
no cambia y esta es constante para determinar esta velocidad se refleja una aceleración. Esta
puede ser centrípeta (fuerza hacia dentro del circulo). La fuerza determina la velocidad de dicho
movimiento
MOVIMIENTO PARABÓLICO
Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una
parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que
no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. En realidad,
cuando se habla de cuerpos que se mueven en un campo gravitatorio central (como el de La
Tierra), el movimiento es elíptico. En la superficie de la Tierra, ese movimiento es tan parecido a
una parábola que perfectamente podemos calcular su trayectoria usando la ecuación matemática
de una parábola. La ecuación de una elipse es bastante más compleja. Al lanzar una piedra al
aire, la piedra intenta realizar una elipse en uno de cuyos focos está el centro de la Tierra. Al
realizar esta elipse inmediatamente choca con el suelo y la piedra se para, pero su trayectoria es
en realidad un "trozo" de elipse. Es cierto que ese "trozo" de elipse es casi idéntico a un "trozo"
de parábola. Por ello utilizamos la ecuación de una parábola y lo llamamos "tiro parabólico".
LEY DE GRAVEDAD
El primero, es el principio de acción y reacción, que no es más que la Tercera Ley de Newton.
Ella dice que a toda acción le corresponde una reacción. En este experimento, la acción es la
fuerza que la regla realiza sobre la mesa, y la reacción es la fuerza de igual magnitud y dirección,
pero de sentido opuesto, que realiza la mesa sobre la regla. Por otro lado, tenemos otro concepto
que es el más importante en este experimento casero que estamos realizando. Se trata del centro
de Gravedad. Este centro de gravedad, no es más ni menos que el punto por donde pasa la
fuerza resultante de todas las fuerzas de gravedad que están actuando sobre cada porción del
sistema.
LEY DE LA INERCIA
La primera ley del movimiento rebate la idea aristotélica de que un cuerpo sólo puede mantenerse
en movimiento si se la aplica una fuerza. Newton expone que: Todo cuerpo persevera en su
estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su
estado por fuerzas impresas sobre él. Los cuerpos en movimiento están sometidos
constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva, algo novedoso
respecto de concepciones anteriores que entendían que el movimiento o la detención de un
cuerpo se debía exclusivamente a si se ejercía sobre ellos una fuerza, pero nunca entendiendo
como esta a la fricción. Los cuerpos en reposo tienen su velocidad cero, por lo que si esta cambia
es porque sobre este cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
CINEMÁTICA
La cinemática es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin
considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de la
trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La
velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la
posición en función del tiempo.
GRÁFICOS:
CONCLUSIÓN:
En conclusión; dentro del tema de cinematica y dinamica encontramos el estudio de ciertos
movimientos particulares, los cuales estan presentes en diversos ejemplos de la vida diaria. El
comprender cada uno de los movimientos que puede tener un cuerpo nos permite un analisis a
detalle del compartamiento que tendra dicho cuerpo, en cuanto a las fuerzas que actuan sobre
el haciendo que el cuerpo deje de permanecer en reposo, la posicion del objeto en un
determinado tiempo o lapso de tiempo, su velocidad y la aceleracion.
WEBGRAFIA:
http://hverastegui.wordpress.com/2010/02/21/cinematica-y-dinamica/
https://www.google.com.ec/search?q=cinetica&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=H6jnU
_qcCrjsATFh4GIAw&ved=0CAYQ_AUoAQ&biw=1366&bih=643#q=dinamica%20fisica&revid=1
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