Cinematica

Laboratorio virtual: Cinemática
Laboratorio virtual: Cinemática

Física 1
Laboratorio Virtual (Cinemática)
Accidente de Tránsito: Actividad de Modelación
1. Actividad Basada en Análisis
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Recopilar datos para el análisis del accidente de tránsito: Para determinar la responsabilidad de los chóferes en un accidente automovilísticoanalizaremos los desplazamientos en función del tiempo y luego la velocidad media y a través de está la aceleración de los móviles, Observe el video clip que se presenta a continuación.

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Después de observar detenidamente el video, procederemos a analizar el mismo. Si deseamos extraer la información de los movimientos de los automóviles tenemos queagregar un sistema de referencia al video, desde donde se medirán los desplazamientos de los móviles y el tiempo transcurrido para dichos desplazamientos. Designaremos como móvil 1 al auto amarrillo y como móvil 2 al auto oscuro respectivamente, como se muestra en la figura.

La toma de datos se realiza con cuidado midiendo los desplazamientos en función del tiempo que transcurre entre cuadroy cuadro del video. Resultando los valores de velocidad del móvil 1 y del móvil 2 que se muestra en la tabla 1

Tabla 1
t(s) | v1(m/s) | v2 (m/s) |
0.560 | -10.500 | -19.758 |
0.680 | -11.795 | -21.623 |
0.800 | -13.225 | -23.510 |
0.920 | -14.477 | -25.360 |
1.040 | -15.677 | -26.895 |
1.160 | -16.898 | -28.433 |
1.280 | -18.022 | -29.828 |

2. Actividad Basada en PreguntasCon ayuda de una hoja Excel y usando los datos de la tabla 1, grafique las velocidades de los móviles 1 y 2 (v1 y v2 ) en función del tiempo (t). (1,5 de punto)
a)

b) ¿Qué tipo de movimiento describe el móvil 1 y el móvil 2? Realice una descripción del movimiento (aumenta o disminuye la velocidad, aumenta o disminuye su aceleración).(1,5 de punto)

Se observa que ambos móviles experimentan un movimiento rectilíneo variado, pues poseen una aceleración variada para cada intervalo de tiempo que se ha tomado de muestra. Para ambos móviles se observa que sus velocidades están en aumento y con respecto a sus aceleraciones notamos que hasta 0,8 segundos su aceleración iba en aumento pero luego de este punto comienzanuna tendencia a reducirse en valor hasta producirse el choque entre ambos móviles.

c) ¿Qué función matemática modela los datos ? (lineal, cuadrática, cúbica, etc.). Haga clic derecho sobre un punto de la grafica Excel, opción agregar línea de tendencia, elija su opción. Escriba la ecuación algebraica que se utilizará para desarrollar el modelo y explicar por qué la escogió. (2puntos)

Concluimos que para ambos móviles podemos estimar una línea de tendencia con una fórmula polinómica de segundo grado, es decir, para el móvil 1 se representaría como y = 1,6567x2 – 13,532x – 3,4191; y para el móvil 2 estaría dada por y = 3,9063x2 – 21,24x – 9,049. Pues ambas representan mejor el comportamiento de los móviles (aun considerando que no hubiese choque) en que sus aceleracionesvan reduciéndose hasta llegar a cero y cambian de dirección, a su vez esto se refleja en la velocidad donde se observa que el incremento de la misma es menor en cada intervalo de tiempo haciendo que el móvil comience a reducir su velocidad y llegue a cero.

d) Compare la función matemática obtenida en Excel con la ecuación cinemática para la velocidad . Señale cómo estos coeficientes (A, B,etc.) están relacionados con las cantidades físicas que describen el movimiento de los móviles 1 y 2: su aceleración (a) y la velocidad inicial (vo). (2 puntos)

Para el móvil 1 tenemos que la fórmula que lo representa es y = 1,6567x2 – 13,532x – 3,4191 y relacionándolo con la ecuación de la cinemática v = at + vo y con el comportamiento del móvil podríamos considerar una velocidad...