Física 4°

FÍSICA - LAB. 2
CINEMÁTICA Y DINÁMICA LINEAL
NOTA IMPORTANTE: para la realización de este laboratorio cada alumno deberá traer calculadora y dos hojas de papel milimetrado, las que al concluir el laboratorio deberá presentar con las gráficas de esta guía para la firma de las mismas por parte del Jefe de Prácticos.

El cálculo de la trayectoria de una pelota de fútbol o de un vehículoespacial son, entre otros, los problemas en que se ocupa la Mecánica, la más antigua de las ciencias física. La mecánica estudia el movimiento de los objetos y la descripción del movimiento corresponde a una parte de la mecánica llamada Cinemática. En este práctico definiremos cantidades cinemáticas y las estudiaremos para el caso particular de movimiento en una dimensión. Como se estudio en teoría haytres cantidades fundamentales en cinemática que se pueden obtener para caracterizar el movimiento de un móvil en una trayectoria; las posición, la velocidad y la aceleración correspondiente a cada tiempo(cada observación) , esto es;

x = x (t) v o a.

v = v (t)

a = a (t) x,

estas son magnitudes instantáneas, es decir para cada valor de t obtenemos un valor instantáneo para

A partirde la medición de la posición del cuerpo en función del tiempo podemos definir las siguientes cantidades medias que no corresponden a un instante determinado de tiempo t, sino a un intervalo de tiempo ∆t.:

v=

∆x x(t f ) − x(t i ) = ∆t t f − ti

y

a=

∆v v(t f ) − v(t i ) = ∆t t f − ti

que representan la velocidad y la aceleración media respectivamente.
Cuando tomamos losintervalos de tiempo ∆t muy pequeños la velocidad media v y la aceleración media a se convierten en este límite en la velocidad instantánea v y la aceleración instantánea a, respectivamente. Expresadas matemáticamente como:

v=

En esta práctica estudiaremos movimientos que se llevan a cabo en una sola dimensión, es decir sobre una línea recta, por lo que reciben el nombre de Movimientos Rectilíneos.Tal como se estudió en Teoría, existen dos movimientos distintos que se pueden caracterizar de la siguiente manera:

dx dt

a=

dv dt

Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.): como su nombre lo indica, se caracteriza por que su
trayectoria es una línea recta y su velocidad es constante. En consecuencia, en este tipo de movimiento la aceleración es cero. Como se vio en teoría este tipo demovimiento esta representado por las siguientes ecuaciones:

a =0

v = cte.

donde xo es la posición inicial. El conjunto de curvas muestra a continuación:

característica de este movimiento se

x = x0 + v . t

LAB. Nº 2 - CINEMÁTICA Y DINÁMICA

DPTO. DE FÍSICA - UNSL

1

X(t)

V(t)

a(t)

0

t

t

t

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (M.R.U.V.): Secaracteriza también por que su trayectoria es una línea recta, pero en este caso la velocidad es variable, mientras que la aceleración es constante. Este tipo de movimiento está descripto por las siguientes ecuaciones: a = cte v = vo + a . t x = xo + vo . t + 1 2 a. t 2

donde xo es la posición inicial y vo la velocidad inicial.

En este tipo de movimiento las curvas características serán:
a(t)X(t)

V(t)

t

0

t

t

Supongamos que vamos a estudiar este tipo de movimiento de un cuerpo, siendo necesario en consecuencia medir la posición del móvil para cada instante de tiempo, es decir, mediremos la distancia recorrida x desde el origen para distintos instantes de tiempo t. Mediante la ayuda de una regla podemos medir la distancia x recorrida y con un cronómetro medimos eltiempo t. De esta manera, podemos realizar una tabla de valores x vs. t, es decir, obtener un conjunto de valores (x,t) como se muestra en la figura. Considerando las expresiones vistas, podemos calcular:

v1 =

x1 − x 0 t1 − t 0

v2 =

x 2 − x1 t 2 − t1

Debido a que es obtenida con dos puntos, por ejemplo el punto x1 y el punto x2 a los cuales les corresponde los tiempos t 1 y t2...