Informe de lab 2

EXPERIMENTO 5: VELOCIDAD Y ACELERACIÓN INSTANTÁNEAS EN MOVIMIENTO RECTILÍNEO

1. OBJETIVOS
Describir las características del movimiento rectilíneo.
Determinar experimentalmente la velocidad instantánea de un cuerpo en movimiento rectilíneo a partir de la información posición vs tiempo.
Determinar la aceleración instantánea a partir de la información velocidad instantánea vs tiempo.Verificar los conceptos aprendidos en cinemática con la experimentación.

2. EQUIPO EXPERIMENTAL
El material utilizado para desarrollar el siguiente experimento consta de:
Riel sobre un plano inclinado con tira de papel eléctrico.
Carrito metálico.
Chispero eléctrico (caja de color azul) produce chispas cada 25 milisegundos o cada 50 milisegundos, según la posición del interruptor negro en laparte superior derecha.
Fuente del chispero (caja de color rojo).
Una tira de papel bond de 65cm x 6cm.
Cinco hojas de papel milimetrado.
Regla de 60cm.

3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Modelo físico: Se usan para realizar cálculos teóricos. Así, puede modelizarse un balón con una esfera para, por ejemplo, calcular su volumen con cierta aproximación conociendo su radio aproximado, aunque no es exactos.Punto: Es un modelo físico. Se refiere a un elemento de volumen despreciable (se considerará sin volumen) situado en el espacio (en 3D. Busca 'espacio euclidiano' para más detalles).
Posición: Llamamos posición de un punto a su localización con respecto a un sistema de referencia (lo que en física se llama 'observador').
Sistema de referencia: Es aquel sistema coordenado con respecto al cual seda la posición de los puntos y el tiempo (a determinadas velocidades el tiempo cambia, buscad la paradoja de los gemelos). Profundizaremos más en este tema cuando se aborde el de Movimiento relativo.
Tiempo: Por nuestro lenguaje parece complicado de definir. Los griegos dieron una solución que, por ahora, nos puede valer. Llamamos tiempo al continuo transcurrido entre dos instantes.
Partículapuntual: Es un modelo físico. Se refiere a un elemento de tamaño diferencial (muy pequeño) y masa concentrada en su posición.
Sólido rígido o, simplemente, sólido: Es otro modelo físico. Puede definirse de varias formas. La más usada es la que lo hace como un cuerpo cuyas distancias entre partículas permanecen constantes con el tiempo. Aunque esto no ocurre en la realidad, para esfuerzos moderadosuna mesa seguirá siendo rígida, pero un globo puede no responder a éste modelo.
Rapidez y aceleración
Diariamente escuchamos los conceptos de rapidez y aceleración como velocidad y aceleración solamente. Pero en física la velocidad y la aceleración son vectores, por lo que es claro y necesario su diferenciación y entendimiento. De aquí en adelante (más por costumbre que por ganas) llamaremostanto a la rapidez y a la aceleración solamente como velocidad y aceleración (a menos que se especifique lo contrario).
Si cubre una masa puntual en un punto P en un tiempo Δt el tramo Δs, se llamara al cociente Δs / Δt su velocidad media vm en el intervalo de tiempo Δt o en el tramo Δs.



Se observa que Δs aquí no es el desplazamiento, sino la longitud de arco: es el camino recorrido.
Lallamamos velocidad media porque la masa puntual no se mueve por el trayecto uniforme trazado. O sea estamos tomando sólo los puntos final e inicial para hacer los cálculos.
Hagamos el trayecto como Δs (de manera diferencial, o sea infinitesimal), al igual que al intervalo de tiempo Δt. Para Δs cercano a cero (o Δt cercano a cero, que tienda a cero) el cociente Δs/Δt como valor al límite, nos da lavelocidad v de la masa puntual en el punto P, así:


En el análisis se puede calcular ese valor al límite también como ds/dt. Así:

Tomemos luego una masa puntual que tiene en el punto P y en el tiempo t la velocidad v; y en el tiempo t + Δt y la velocidad v + Δv. Podemos calcular el cociente Δv/Δt como la aceleración media am de la masa puntual en el intervalo de tiempo Δt:


Para...