INFORME 3 de laboratorio de fisica

8/9/2019 INFORME 3 de laboratorio de fisica

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VELOCIDAD MEDIA, VELOCIDAD INSTANTNEA Y ACELERACIN

I) OBJETIVOS:

1.1.) Determinar la velocidad media de un mvil que se desplaza al lo largo de un plano

inclinado.1.2.) Determinar la velocidad instantnea de un mvil (rueda de Maxwell), en un punto de

su traectoria.

1.!.) Determinar experimentalmente la aceleracin instantnea de un mvil conmovimiento rectil"neo uni#orme variado.

1.$.) %tilizar correctamente las ecuaciones de movimiento variado.

II) MATERIAL A UTILIZAR:

2.1.) %na rueda Maxwell.2.2.) %na regla graduada en mil"metros.2.!.) %n cronometro.2.$.) %n soporte con dos varillas paralelas.2.&.) %n ta'lero de madera con tornillos de nivelacin.2..) %n nivel de 'ur'ua.2.*.) +apel lpiz.

III) MARCO TERICO Y CONCEPTUAL!.1.) elocidad Media-a velocidad entre dos puntos de la traectoria de un mvil, se de#ine como-

t

xvm

= (1)

donde- 12 xxx = , representa el desplazamiento del mvil 12 ttt = , es el intervalode tiempo mediante el cual se e#ect/a el desplazamiento.

!.2.) elocidad 0nstantnea-a velocidad instantnea en un punto cualquiera de la traectoria se o'tiene aciendo losintervalos de tiempo tan pequeos como sea posi'le, acercndose cada vez ms al punto enre#erencia, es decir-

==

t

xLimvLimvt

mt 33

)(

dt

dxv= (2)

+ara determinar la velocidad instantnea del mvil en el punto + de su traectoria, 'astamedir las velocidades medias alrededor de dico punto. a #igura 1 muestra una pista#ormada por dos varillas inclinadas so're la cual se encuentra en movimiento el ee de unavolante desplazndose sin deslizar desde 4 acia 5, se determinan las velocidades medias


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en un tramo cada vez ms corto respecto al punto +, tanto a la izquierda- 4+, 41+, 42+, 4!+, como por la dereca- +51, +52, +5!, +5.

Fig. Movimiento de un mvil sobre un plano inclinado

%n gra#ico de las velocidades medias ( 6x 7 6t ), en #uncin de los intervalos de tiempo 6t,

se muestra en la #igura 2, donde

1v , es la velocidad media correspondiente al intervalo 4+8

2v es la velocidad media correspondiente al intervalo 41+8 etc. De'e tenerse en cuenta que

el mvil siempre inicia su movimiento partiendo del reposo en el punto 4. De este gr#icose puede encontrar la velocidad instantnea en el punto + al prolongar la recta asta quecorte en el ee vm(es decir cuando 6t3), tal como se muestra en la #igura2

Fig. 2. Grfico velocidad media en funcin del tiempo.

9iguiendo el mismo procedimiento se procede con el tramo +5. :n este caso el mviltam'i;n inicia su movimiento en el punto 4.


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+ara +5

+ara 4+

Fig. 3. Grfico velocidad media en funcin del tiempo para ambos tramos AP P!.

>ota- :l modulo de la velocidad (V)se denomina rapidez, gr#icamente la velocidadinstantnea se representa en la #orma tangencial de la traectoria del movimiento.

!.!.) 4celeracin 0nstantnea-+ara encontrar la aceleracin de un mvil a lo largo del plano inclinado se gra#ican lasvelocidades instantneas en di#erentes puntos de su traectoria en #uncin del tiempo. aspendientes de dica gra#ica nos dan la aceleracin. +ara el logro de este o'etivo se utilizaun procedimiento que permite encontrar la velocidad instantnea a partir de las velocidadesmedidas.

?onsideremos el movimiento uni#ormemente variado de un mvil que partiendo del punto@ pasa por 4 5, como se ve en la #igura $.

Fig.". Movimiento rectil#neo unifrmenle variado de una part#cula.

a aceleracin media se de#ine como-

t

v

am

= (!)Donde- ab vvv = ab ttt =

a aceleracin instantnea se o'tiene tomando valores ms ms pequeos de 6t, valorescorrespondientes ms ms pequeos de 6v, de tal #orma que-

= t

vLimat 3

av

bv

d!A

x


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A!

itt

dv

=

dt

dva= ($)

%na relacin que involucra el desplazamiento, la velocidad la aceleracin a lo largo de latraectoria esta dada por la ecuacin-

dxdv

va =

(&)?uando la velocidad es constante, a A ac, cada una de las tres ecuaciones cin;ticasa A dv7dt8 v A dx7dt8 a A v dv7dx pueden integrarse para o'tener #rmulas que relacionen-a, v, x, t. +ara determinar la velocidad como una #uncin del tiempo se integra la ecuacin($), de la #orma-

= !

A

!

A

t

t

v

v

adtdv

)( abA! ttavv += ()+ara determinar el desplazamiento como #uncin del tiempo se integra la ecuacin () esto

es- += !

A

!

A

t

t A

x

x

dtatvdx )(

2)(2

1)( A!A!Aa! ttattvxx ++= (*)

9i el mvil parte desde el reposo en el origen de coordenadas, la ecuacin (*) se escri'e-

A!! atx 2

2

1= (B)

+ara determinar la velocidad como una #uncin del desplazamiento se integra la ecuacin(&) en la #orma-

= !

A

!

A

x

x

v

vadxvdv

)(222A!A!

xxavv += (C)


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Gue corresponde al valor de la velocidad media entre los puntos 4 5. :sta velocidadmedia en el intervalo de tiempo mencionado es igual en igual en valor a la velocidadinstantnea en el tiempo 27)(E !Ai ttt = . 9i se traza una gr#ica

E

ii tv , como se muestra

en la #igura &, la pendiente de la recta nos da el valor de la aceleracin instantnea.

Fig. %. Grfico velocidad en funcin del tiempo para encontrarla aceleracin instantnea

3.4.) Des!e"e#!$%&:9e utiliza cuando la rapidez (modulo de la velocidad) disminue.a aceleracin es representada por una cantidad positiva o negativa, un valor positivo (H)para indicar cuando la velocidad aumenta, esto puede indicar que la part"cula se estamoviendo mas despacio en la direccin (I) . un valor negativo de la aceleracin indica quela velocidad disminue esto puede signi#icar que la part"cula se esta moviendo maslentamente en la direccin (H) mas rpidamente en la direccin negativa (I).

V) METODOLO'I

4..) P# e*e#+$ " e"-!$ $&s*&*&e:a) >ivele el ta'lero orizontal mediante los tres pernos de apoo, utilizando el nivel de

'ur'ua.

') ?oloque las 'arras paralelas en #orma inclinada, 'uscando un ngulo apropiado detal manera que la volante ruede sin deslizar por la pendiente.

c) Dividida el tramo 45 en dos partes, una de longitud 7! otra 27! u'ique el

punto + tal como se muestra en la #igura . 4 continuacin dividir los tramos 4+ 5+ en cuatro partes iguales cada una.

d) ?on la regla medir las distancias 4+, 41+, 42+, 4!+, en #orma anloga las distancias+5, +5!, +52, +51, registrando sus valores en la ta'la 0.

e) 9oltar la volante a partir del reposo en el punto 4 con el cronometro medir eltiempo que demore la rueda en recorrer el tramo 4+ por cinco veces consecutivas.Fegistrando sus lecturas en la ta'la 0.

J

iv

E

it

a&g =


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#) Deando li're la volante desde el mismo punto de partida que para el caso anterior,medir los tiempos correspondientes a los tramos 41+, 42+, 4!+, por cinco vecesconsecutivas para cada caso. Fegistre sus lecturas en la ta'la 0.

g) 9iempre poniendo en movimiento la rueda desde el mismo punto de partida que enlos pasos KcL KdL, meda por cinco veces los tiempos correspondientes a los tramos+5, +5!, +52, +51. Fegistrando sus valores en la ta'la 0.

(a) (')Fig. '. (nstalacin de la pista para encontrar) *a+ velocidad instantnea.

*b+ la aceleracin instantnea.


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d) Deando li're la volante en el mismo punto que el paso KcL, mida los tiemposcorrespondientes para los tramos 442, 44!, 44$, 44&, 44, etc. Fegistre susvalores en la ta'la 00.


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.:l maor valor para la velocidad media se puede mencionar que se encuentra en el

tramo +5 de'ido a que la rueda de Maxwell presenta una aceleracin que va aumentando

a que los tramos que se toman tienen un aceleracin distinta a la inicial el menor valor,

la tenemos en el tramo 4+, pues en este tramo la rueda de Maxwell inicia su movimiento

desde una posicin de reposo que va aumentando a medida que acelera.

9e o'serva que en el tramo 4 comienza del reposo el tramo 5 a se encuentra en

movimiento

a) 6;28 $+5-#*&!$ *$e&e 72e "s #e!*s se !#2!e& &*es - es528s e" e


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c) C-& "-s *-s e " *1" III, *#!e 2& #$! V $ *$9 5#*$# e e"" -1*e&e" "-# e " !e"e#!$%& $&s*&*&e e " -"&*e.9e puede o'servar en el NFO=0?@ >P 3$.

d) C-+5#e "-s "-#es e " !e"e#!$%& -1*e&$ e& F, 1F 9 !F 6C2" !#eeU. 72e es e" +e


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(como la pendiente utilizada en el experimento) se experimenta una aceleracin enel recorrido, su velocidad aumenta cada ves que el tiempo aumenta ,el ngulo con elcual se a tra'aado en este experimento #ue de

1.&

B.&


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:xperimentalmente se puede determinar la velocidad media la velocidad

instantnea de un mvil, para esto usamos la recta m"nima cuadrtica.


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ANCASH

SANTIAGO ANTUNES DE MAYOLO

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS GEOLOGIA YMETALURGIA

ASIGNATURA: Fsica I

INFORME DE LABORATORIO N 3

VELOCIDAD MEDIA, VELOCIDAD INSTANTNEA Y ACELERACIN

DOCENTE:

GA,-(A P,AL&A/ Alfredo

ALUMNO:

M0L(1A -A$/ Maradona 4iego

CODIGO:

5%67783676AM


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HUARAZ ANCASH PERU

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