CEUTEC | CENTRO UNIVERSITARIO TECNOLÓGICO ► FÍSICA LAB CTC V 2019 LABORATORIO MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME ► NOMBRE DEL DOCENTE: LIC. RICARDO SALGADO ► ASIGNATURA: FÍSICA I ► NOMBRE: JULIO CESAR AGUILAR BACA 31521029 OTTO PERDOMO 30621595 THOMAS LOEWENBERG 31041181 ► FECHA: 22/12/2019 Contenido INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 3 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 3 MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................... 3 MATERIALES Y EQUIPO Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL ........................................................ 4 DATOS EXPERIMENTALES .......................................................................................................... 5 CÁLCULOS Y RESULTADOS ............................................................................................................. 6 CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DEL CARRITO POR FOTOCELDA ....................................................... 7 ANÁLISIS DE RESULTADOS............................................................................................................. 8 CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 8 CUESTIONARIO .............................................................................................................................. 9 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................................................... 9 INTRODUCCIÓN En este informe se pretende estudiar el movimiento rectilíneo uniforme; presenta de una manera clara y eficaz la fundamentación teórica y experimental de cada uno de estos. Uno de los más interesantes movimientos en una dimensión es el movimiento rectilíneo uniforme el cual se caracteriza por poseer una velocidad constante; además implica magnitud, sentido y dirección inalterables. OBJETIVOS • El presente laboratorio tiene como objetivo desarrollar las capacidades de reconocimiento, cálculo, análisis, aplicación y replicación de los fenómenos de física a través de escenarios controlados y con rigurosidad científica para un mayor entendimiento de los conocimientos impartidos contemplados en el silabo del curso presencial de FISICA I. • Realizar experimentos científicos en el laboratorio de la universidad y documentar los esultados aplicando los conocimientos de movimiento rectilíneo uniforme impartidos en clase. MARCO TEÓRICO CONCEPTO DE MOVIMIENTO El movimiento es un fenómeno físico que se define como todo cambio de posición que experimentan los cuerpos en el espacio, con respecto al tiempo y a un punto de referencia, variando la distancia de dicho cuerpo con respecto a ese punto o sistema de referencia, describiendo una trayectoria. Para producir movimiento es necesaria una intensidad de interacción o intercambio de energía que sobrepase un determinado umbral. La parte de la física que se encarga del estudio del movimiento es la cinemática. CLASIFICACIÓN DEL MOVIMIENTO 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 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). MATERIALES Y EQUIPO Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL MATERIALES E INTRUMENTOS UTILIZADOS: • • • • • • • • • • • • • • • • Cronómetro electrónico de 4 entradas Tres fotoceldas Riel metálico Carro de llantas con baja fricción Placa metálica para activar fotoceldas Pesas perforadas de 1.00 𝑔𝑟 Plastilina Polea de precisión Soporte de polea Sistema de arranque con disparador Gancho con conector Hilo Portapesas de 1.00 𝑔𝑟 Balanza granataria o digital Cables de colores rojo/amarillo/azul Cinta métrica PROCEDIMINETO EXPERIMENTAL En la práctica de laboratorio se inició, con la experiencia de movimiento rectilíneo uniforme, donde el carro dinámico, se colocaba sobre el riel, el cual tenía unas características especiales, su función es hacer la que le fricción en el sistema sea cero, las barreras ópticas se ubicaron en 3 puntos a lo largo del riel, con cierta distancia entre ellas, y con el controlador de tiempo una vez que se accionaba el sistema, se tomaba el tiempo que transcurría en pasar el carro entre en cada una de las posiciones, se esperaba que el tiempo fuera muy similar, este procedimiento se realizó en cuatro (4) oportunidades, para así lograr una mayor exactitud, al final promediando los tiempos. Luego se trabaja con la posición recorrida por el carro, de igual manera, un movimiento rectilíneo uniforme, se hacía poner en marcha el sistema, pero ahora se marcaba el tiempo que tomaba el carro en pasar en la posición 1, 2, 3 y la 4 de manera separada y a diferente altura, todos estos datos eran con el fin de calcular luego la velocidad del sistema. DATOS EXPERIMENTALES ALTURA SOLO BANQUITO CONFIGURACIÓN SOLO CARRITO MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.326 0.329 0.327 0.326 F2(S) 0.323 0.326 0.324 0.324 F3(S) 0.324 0.326 0.325 0.326 F2(S) 0.358 0.359 0.359 0.359 F3(S) 0.362 0.364 0.365 0.365 F2(S) 0.342 0.344 0.341 0.342 F3(S) 0.344 0.346 0.343 0.343 F2(S) 0.399 0.398 0.400 0.390 F3(S) 0.402 0.401 0.403 0.394 F2(S) 0.443 0.445 0.445 0.445 F3(S) 0.453 0.456 0.459 0.458 CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.357 0.358 0.358 0.358 CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.345 0.346 0.344 0.345 ALTURA BANQUITO + CAJA CONFIGURACIÓN SOLO CARRITO MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.405 0.404 0.402 0.397 CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.440 0.444 0.443 0.444 CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g MED1 MED2 MED3 MED4 F1(S) 0.419 0.422 0.418 0.421 F2(S) 0.413 0.412 0.411 0.414 CÁLCULOS Y RESULTADOS DISTANCIA DE LA PLACA= 10 CM EQUIVALENTE A 0.10 M PROMEDIO DE TIEMPOS ALTURA 1: SOLO CARRITO F1= 0.324 S F2= 0.324 S F3= 0.325 CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g F1= 0.358 S F2= 0.359 S F3= 0.360 S CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g F1= 0.345 S F2= 0.342 S F3= 0.344 S ALTURA 2 SOLO CARRITO F1= 0.402 S F2= 0.398 S F3= 0.396 S F3(S) 0.415 0.413 0.413 0.416 CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g F1= 0.443 S F2= 0.444 S F3= 0.456 S CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g F1= 0.42 S F2= 0.413 S F3= 0.414 S CÁLCULO DE LA VELOCIDAD DEL CARRITO POR FOTOCELDA Con la ecuación importante del laboratorio vx = ∆x/t obtener la velocidad del carrito por fotocelda para cada configuraci´on de masa asignada. ALTURA 1: SOLO CARRITO Vx= 0.10m/0.324 S= 0.309 m/s Vx= 0.10m/0.324 S= 0.309 m/s Vx= 0.10/0.325 S= 0.308 m/s CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g Vx1= 0.10m/0.358 S = 0.279 m/s Vx2= 0.10m/0.359 S= 0.279 m/s Vx3= 0.10m/0.360 S = 0.277 m/s CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g Vx1= 0.10m/0.345 S = 0.289 m/s Vx2= 0.10m/0.342 S = 0.292 m/s Vx3= 0.10m/0.344 S = 0.291 m/s ALTURA 2 SOLO CARRITO Vx1= 0.10m/0.402 S = 0.249 m/s Vx2= 0.10m/0.398 S = 0.251 m/s Vx3= 0.10m/0.396 S = 0.253 m/s CONFIGURACIÓN CARRITO + 400 g F1= 0.10m/0.443 S = 0.226 m/s F2= 0.10m/0.444 S = 0.225 m/s F3= 0.10m/0.456 S = 0.219 m/s CONFIGURACIÓN CARRITO + 50 g F1= 0.10m/0.42 S = 0.238 m/s F2= 0.10m/0.413 S = 0.242 m/s F3= 0.10m/0.414 S = 0.242 m/s ANÁLISIS DE RESULTADOS Para el caso de movimiento rectilíneo uniforme, es posible comprobar que efectivamente el cuerpo se mueve con velocidad constante, A partir de los datos experimentales es posible determinar la velocidad del móvil, al pasar por el sensor photogate este registra el tiempo que tarde el móvil en atravesarlo y un contador digital registra los datos. La distancia entre un sensor y otro es de 10cm por lo que la velocidad se puede obtener como una medida indirecta de distancia sobre tiempo. CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos, se lograron refutar los postulados anteriormente expuestos en el marco teórico, en los casos específicos de movimiento rectilíneo uniforme, y movimiento uniformemente acelerado, a partir del análisis de las gráficas, logramos percatar que en M.R.U la velocidad es constante y por lo tanto su velocidad instantánea en cualquier punto de la trayectoria debe ser igual, aunque esto no fue totalmente equitativo en el proceso, pues aún existe algún tipo de fuerza que está generando fricción u oposición al movimiento. CUESTIONARIO 1. Explique detalladamente lo que sucede con el movimiento del carrito. Utilice los conceptos del movimiento de la cinemática. El carrito al desplazarse horizontalmente presenta que la velocidad es constante y por lo tanto su velocidad instantánea en cualquier punto de la trayectoria debe es igual o con muy poco margen de error. 2. Explique por qué al extremo se coloca una obstrucción a la caída de la masa colgante. ¿Cómo afecta el movimiento del carrito? Al colocar una obstrucción a la masa constante afectamos la aceleración. 3. Durante la práctica se cambiaron variables como la masa adicional sobre el carrito y la altura de obstrucción a la caída de la masa colgante. Explique los efectos de estas variables en el movimiento del montaje. Estas variables afectaron en el tiempo de desplazamiento del carrito. 4. Mencione tres ejemplos cotidianos en el que exista un movimiento con velocidad constante. a) Un tren que va sin acelerar ni frenar en línea recta. b) Una bicicleta yendo en línea recta si acelerar ni frenar. c) Un corredor de 200 metros planos que mantiene su rapidez. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS •http://biblioteca.pucp.edu.pe/docs/elibros_pucp/medina_hugo/Medina_Fisica1_Cap2.pdf •Fisica / Marcelo Alonso y Edward J. Finn •Fisica : Para Ciencias e Ingenieria / Raymond A. Serway, Robert J. Brichner. - 5. ed.
