Factores de riesgo

EXPERIMENTO FI-01 VELOCIDAD INSTANTANEA Y ACELERACION
1. OBJETIVO:
Determinar la posición, velocidad y aceleración de un móvil que realiza un movimiento rectilíneo. Equipo Necesario Interfase Pasco Plano inclinado Fotopuerta Sensor de posición Lámina de plástico con líneas negras Regla graduada móvil 1 1 2 1 2 1 1 Cantidad

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
La cinemática es el estudio del movimiento.Es decir trata de la posición, la velocidad y la aceleración respecto de un sistema de referencia. No se especifica la naturaleza de la partícula u objeto cuyo movimiento se está estudiando. Y P1

∆r
r1 r2

P2

X Figura 1 Consideremos una partícula que se mueve sobre una curva de dos dimensiones como en la Fig. 1. En cierto instante t1 la partícula esta en P1 y cierto instante después t2, enel punto P2. Podemos describir la posición de la partícula mediante un vector r que va desde el origen hasta la posición de la partícula. En la figura veremos que el vector desplazamiento es la diferencia de los dos vectores de posición r2-r1. Entonces, el vector desplazamiento será:

∆r = r2 − r1

.

(1)

El nuevo vector posición r2 es la suma del vector posición inicial r1 mas el vectordesplazamiento.

r2 = ∆r + r1 .

(2)

1

Se define el vector velocidad media como el cociente entre el vector desplazamiento ∆r y el intervalo de tiempo correspondiente al mismo ∆t = t 2 − t1 .

Vm =

∆r ∆t

(3)

Sin embargo, si consideramos intervalos de tiempo cada vez menores, el módulo del desplazamiento se aproxima a la distancia recorrida por la partícula a lo largo de lacurva y la dirección de ∆r tiende a coincidir con la dirección de la tangente a la curva en el punto P1. Se define como vector velocidad instantánea al límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo ∆t tiende a cero.

V = lim

∆r ∆t = 0 ∆t

(4)

la velocidad instantánea es la derivada del vector de posición respecto al tiempo. La dirección de la velocidad instantánea coincidecon la dirección de la tangente a la curva recorrida por la partícula en el espacio.

Vector aceleración.
Se define al vector aceleración media, como el cociente entre las variaciones del vector velocidad instantánea ∆V y el intervalo de tiempo ∆t .

am =

V 2 − V1 ∆t

(5)

se define el vector aceleración instantánea como la derivada del vector velocidad respecto al tiempo:

a = lim∆V dV = ∆t = 0 ∆t dt

(6)

Es particularmente importante observar que el vector puede variar de módulo, de dirección o de ambas cosas a la vez. Gráficos: Velocidad vs. tiempo V a Aceleración vs. tiempo x Posición vs. tiempo

t Figura 2

t

t

Un móvil en un plano inclinado se desplaza pendiente abajo debido a la aceleración de la gravedad g, en el diagrama de cuerpo libre del móvil (Fig.4) claramente se observa que

2

la componente de la aceleración de la gravedad que es paralela a la superficie inclinada es gseno(θ), esta será la aceleración del móvil, si despreciamos la fricción entre este y el plano inclinado.

3. BIBLIOGRAFÍA
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Física, Serway, Raymond A, edit. Interamericana, México (1985). Física, Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Kenneth S,edit. CECSA (1993) Física, Tipler, Paul A., edit. Reverté, Barcelona (1978). Physics, McCliment, Edward R., edit: Harcourt Brace Jovanovich, Publishers, San Diego (1984) Physics, Wolfson, Richard; Pasachoff, Jay M. . edit: Little, Brown and Company, Boston (1987). Física I, Mecánica, Alonso, M y Finn E. J., Edit. Fondo Educativo Interamericano, Bogotá (1976).

4. PROCEDIMIENTO A:
1A. Conectela interfase Science Workshop a la PC, seguidamente, encienda la interfase y la PC. 2A. Conecte las fotopuertas a los canales digitales 1 y 2 de la interfase, como se muestra en la Fig. 3.

Fotopuerta 2 Fotopuerta 1 Figura 3 3A. Montar las fotopuertas sobre el plano inclinado (Fig. 4). Coloque la fotopuerta 1 a una distancia ∆x de 2 y mida el ángulo. Fotopuerta 1 Fotopuerta 2 móvil

∆x θ...