Fisica

Programa de Ingeniería y Tecnología
EXPERIMENTOS DE LABORATORIO DE Física


Experimento N°1
Velocidad promedio y velocidad instantánea

Introducción:
La velocidad promedio de una partícula se define como el cociente entre la distancia total recorrido y el tiempo total que lleva viajar esa distancia.

Velocidad promedio: Distancia totalTiempo total

La unidad del SI de la rapidez promedio, igual que la velocidad, también es metros por segundo. Sin embargo, a diferencia de la velocidad promedio, la rapidez promedio no tiene dirección, por lo tanto no lleva signo algebraico. Conocer la velocidad promedio de una partícula no brinda ninguna información acerca de los detalles del viaje.

Por ejemplo, suponga que usted tarda8.0 h al viajar 280 km, en su automóvil. La rapidez promedio de su viaje es 35 km/hr. Sin embargo, es probable que usted haya viajado a diversas velocidades durante el trayecto, y la rapidez promedio de 35 km/hr resultaría de un número infinito de posibles variaciones de rapidez.

La velocidad instantánea es aquella que tiene la partícula en un instante o en un punto de la trayectoria. Es unvector tangente a la trayectoria en un punto. La rapidez es la magnitud de la velocidad instantánea. La velocidad promedio es un valor útil. En este experimento podemos investigar la relación entre la velocidad instantánea y la velocidad promedio. La velocidad promedio, puede usarse para reducir la velocidad instantánea.

Equipos a utilizar:

* Suplidor y conducto de aire.

* Pista deaire

* Fotocélula

* Deslizador

* Soportes

EXPERIMENTO 1

Graficamos Vm contra D, con D sobre el eje X

Preguntas al estudiante

1. ¿Cuál de las velocidades promedio que usted midió nos da el valor más próximo a la velocidad instantánea del deslizador cuando pasa a través del punto X?
La velocidad de 1,11 m/s nos da el valor más próximo a la velocidad instantánea quelleva el deslizador al pasar por el punto X, para una distancia entre fotocélulas de 0.2m. Esto debido a que a la menor distancia es donde nos encontramos con menos variación de velocidad ya que la separación entre fotocélulas es pequeña y da menos tiempo o espacio a variaciones, acercándose a la velocidad instantánea. Esto se puede observar cuando a medida que acercamos las fotocélulas disminuyela diferencia entre las velocidades promedio medidas.

2. ¿Puede usted extrapolar sus datos para obtener un valor más aproximado a la velocidad instantánea del deslizador cuando pasa a través del punto X? Desde sus datos recolectados estime el máximo error que usted espera.
Es lógico pensar que con la consecución de datos obtenidos, tenemos una guía para poder suponer otros valores. Siutilizamos a herramienta de la extrapolación, podemos hallar con mayor exactitud el valor de la velocidad instantánea. A continuación se presenta la extrapolación:
1,2 | 1,6 |
0,8 | 1,4 |
0,6 | 1,3 |
0,4 | 1,2 |
0,2 | 1,11 |
0 | X |

0,4 - 0 | = | 1,2 - X |
0,2 - 0 | | 1,11 - X |

X = V instantánea = 1,02 m/s
El máximo valor que se esperaría, estaría dado por los datos tomados pararealizar la extrapolación, suponiendo que para hallar el valor más exacto se deben tomar los valores de velocidad para las separaciones menores que son las más próximas a la velocidad instantánea. Es decir, si tomamos los datos para la extrapolación para la separación de 1.2 y 0.8, el error sería mayor.

3. En los ensayos para determinar una velocidad instantánea, ¿Qué factores (tiempo exacto,objeto que esta siendo medido, tipo de movimiento) influyen en la exactitud de las mediciones? Discuta como cada factor influye en el resultado.
Los factores que afectan los resultados sería varios, pues en el laboratorio existen elementos como las corrientes de aires que afectan al deslizador, también el movimiento de la mesa, pequeños movimientos que se pueden dar en la pista, mal manejo del...