Ingeniero

Practica 1

SIMULACIÓN POR ORDENADOR Y ANÁLISIS CINEMÁTICO DE VARIOS MOVIMIENTOS.

1 Objetivos


Con esta practica, basada en la simulación de diversos movimientos por ordenador, conseguimos que los alumnos utilicen las nuevas tecnologías, como el uso de este simulador de movimiento.
Analizaremos dos tipos de movimiento:
- movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
-movimiento parabólico de un proyectil


2 Síntesis del fundamento físico.

1-Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.


Este movimiento se rige por las siguientes Propiedades:
-Trayectoria recta ó Radio de curvatura infinito y por lo tanto su aceleración normal es nula (an = 0).

-La única aceleración que puede tener este movimiento es de tipo tangencial yha de ser siempre constante (a = at = dv/dt = cte), producida por una fuerza tangencial constante (F = m.a).

-La recta del movimiento coincide con la dirección de los vectores desplazamiento, velocidad y aceleración (Ar,v,a) de modo que podemos operar con módulos de vectores y considerar las siguientes leyes del movimiento como ecuaciones escalares.


Aceleración: a =dv/dt = F/m = cte=> a = (v – vo)/t
Velocidad: v = vo + a.t
Espacio recorrido: s = so + vo.t + (a.t2)/2
Relación v-s: v = (vo + 2as)1/2


Un ejemplo de MRUA es el de caída libre de los cuerpos sometidos a la fuerza de la gravedad (a = g = 9,81 m/s2)


2-Movimiento parabólico: lanzamiento de proyectiles sin rozamiento con el aire.

Las variables a tener en cuenta son la velocidad inicial vo, elángulo ( de lanzamiento y la fuerza de la gravedad o el peso del objeto F( = P = -mg.j) que actúa sobre él a lo largo de la trayectoria en la dirección vertical descendente. Aplicando la segunda ley de Newton se obtiene:

F = m.a => -mg.j = m.a => a = -g.j = cte

Conociendo la aceleración y el vector velocidad inicial (vox = vo cos ( ; voy = vo sen () se pueden obtener porintegración las ecuaciones:

ax =dvx/dt = 0 => vx = vo.cos( = dx/dt => x = vox.t
ay = dv/dt = -g => vy = vo.sen( – g.t = dy/dt => y=vo.t.sen(– (g.t2)/2

A partir de las componentes de las componentes de la velocidad y de la aceleración se obtiene:

ymax = y(t1) = (Vo 2.sen2()/2g xmax = x(tf) = (vo 2.sen2()/g




3 Material empleado.

Para la realización de esta práctica hemosutilizado un ordenador del aula de informática de la UCO y un programa de simulación de movimientos físicos llamado “FISICA CON ORDENADOR” Este programa lo podemos encontrar en Internet en http://www.sc.ehu.es/sbwed/fisica.


4 Presentación y análisis de los resultados.


4.1 Simulación del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.


Situar el segundo cronómetro en la posiciónde 5 cm., dejando el primero siempre en el origen. Empezar la simulación y anotar el espacio recorrido y el tiempo invertido en recorrerlo. Repetir después el mismo proceso anterior aumentando el espacio de 5 en 5 cm. y anotando los datos de tiempo y espacio para cada proceso.


Considerar nulos el espacio y la velocidad inicial. Las magnitudes vienen dadas por:Aceleración: a = 2·s/t²
Velocidad: v = a·t








TABLA 1.1: Primer proceso experimental








|Desplazamiento |Tiempo |Aceleración |Velocidad |
|(cm.) |(seg.) |(cm./seg2) |(cm./seg.)|
|5 |9.6 |0.1080 |1.0367 |
|10 |13.6 |0.1081 |1.4705 |
|15 |16.5 |0.1099 |1.8135...