Informe 1 Física I Fic - Uni

VELOCIDAD Y ACELERACIÓN INSTANTÁNEA

OBJETIVO TEMÁTICO
Entender y/o comprender el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (MRUV), con las herramientas controladas que ofrece una práctica en el laboratorio.
OBJETIVOS ESPECÍFICO
-Aprender a recabar datos experimentales de laboratorio y plasmarlos en tablas y gráficos, para luego desarrollar las distintas ecuaciones y compararlas con lasecuaciones teóricas fijas estudiadas en clase.
MATERIALES
* Tablero con superficie de vidrio y conexiones eléctricas y conductos de aire comprimido para disminuir la fricción.
* Disco metálico de aproximadamente 10 cm de diámetro con agujero para circulación de aire comprimido.
* Chispero eléctrico.
* Papel bond tamaño A3 o papelote blanco.
* Un nivel de burbuja.
* Reglade 1m milimetrada.
* 1 polea
* Pesas

Fundamento Teórico:
El movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) se define como aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante o puede definirse como el movimiento que realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.

PROCEDIMIENTO
1.-Nivelar el tablero horizontalmente, fijando al disco con un hilo que pase por la polea y en cuyo otro extremo se sostenga una pesa.
2.- Abrir lentamente la llave del gas comprimido, para que el disco se desplace sin fricción cuando se mueve (recuérdese que una fricción cambiaría la aceleración del disco).
3.- Familiarizarse con el movimiento del disco, para que se pueda obtener su movimientorectilíneo.
4.- Poner el funcionamiento el chispero y simultáneamente dejar el disco que realice una trayectoria rectilínea, la trayectoria del disco que se desplaza sin rozamiento sobre la superficie del tablero.
5.- Mida la frecuencia del chispero (que para nuestro caso es de 40 Hz).
6.- Retirar la hoja que es prueba del ensayo.

TOMA DE DATOS:
Construimos la tabla 1 que contiene datos del tiempoy de la posición, medidos en el laboratorio. Se usa el primer punto para colocarlo como origen. Además, graficamos los pares ordenados colocándolos en la gráfica posición vs tiempo, y lo ajustamos a una ecuación cuadrática, para comparar similitudes con la ecuación teórica que gobierna el MRUV:
Xt=X°+v°t+12at2
TABLA 1
t | X |
0.000 | 0.00 |
0.025 | 16.50 |
0.050 | 34.50 |
0.075 |55.50 |
0.100 | 78.00 |
0.125 | 102.00 |
0.150 | 127.00 |
0.175 | 153.60 |
0.200 | 181.50 |
0.225 | 201.50 |
0.250 | 242.00 |

AJUSTE DE LA CURVA CUADRÁTICA:
En la herramienta de ajuste de curva se remplazan los valores experimentales que se tienen en un sistema de ecuaciones dadas, para obtener los coeficientes del polinomio que expresa la dependencia de un valor con el otro, en estecaso un polinomio de segundo grado expresa la dependencia de la posición con respecto al tiempo:
X(t)=αt2+βt+γ

Y para la obtención de α, β y γ, como se dijo, se tiene el sistema de ecuaciones:
γn +βi=1nti + α i=1nti2= i=1nXi
γ i=1nti+ β i=1nti2+ αi=1nti3 = i=1ntiXi
γ i=1nti2+ βi=1nti3+ α i=1nti4= i=1nti2Xi
Siendo los valores:
n=10 ; i=1nti=1,375 ; i=1nti2=0,240625i=1nti3=0,047265625 ; i=1nti4=9,8957.10-3
i=1nXi=1192,1 ; i=1ntixi=214,9175 ; i=1nti2Xi=42,9299

Remplazando dichos valores en el sistema, y resolviendo (por el método de determinantes), se obtienen los coeficientes:
α=1061,6529 ; β=697,2095 ; γ= -2,20228
Por lo que la ecuación de la posición (en mm) en función del tiempo será:
Xt=1061,6529 t2+697,2095 t-2,20228DERIVANDO: Para hallar la velocidad instantánea (mm/s) en función del tiempo y la aceleración (mm/s2).
v(t)=2123,3058t+697,2095
a(t)=2123,3058

VELOCIDAD MEDIA VS TIEMPO
Con los datos de la tabla 1 obtenemos valores de velocidad media y los ordenamos en la siguiente tabla:
Los valores de velocidad media se obtuvieron tomando un punto fijo y midiendo la diferencia de posiciones con los demás...