Posición frente al tiempo









INFORME DE LABORATORIO
“POSICIÓN FRENTE AL TIEMPO”











Nombre





Grupo

Fecha

Curso
Física Básica


Antecedentes Teóricos

Para describir el movimiento de un cuerpo se necesitan conocer diversos datos respecto al mismo, como su dirección, velocidad y aceleración. En la experiencia a realizar se medirá la posición de un cuerpo respecto a unpunto de referencia fijo, donde se instalará un sensor ultrasónico el cual funciona generando pulsos de ultrasonido mediante los cuales y a través de una interfaz a un ordenador realiza el cálculo de la distancia del objeto móvil a través del tiempo, graficando estos datos con el software “DataStudio” y generando tablas de datos. A medida que el cuerpo se desplaza frente al sensor, éste mide elcambio de posición varias veces por segundo. Esta variación de posición entre un instante y otro se expresa como velocidad. El cambio de velocidad entre un instante y otro se denomina aceleración. La posición del cuerpo en un cierto instante se representará en una gráfica “posición v/s tiempo” como una sucesión de puntos en un plano. También se pueden realizar gráficas “velocidad v/s tiempo” y“aceleración v/s tiempo”. La gráfica creada por el software es una representación bidimensional del movimiento del cuerpo, de la cual se pueden extraer modelos matemáticos precisos, los cuales representarán numéricamente dicho movimiento. Debido a esto es esencial comprender e interpretar una gráfica de posición, velocidad o aceleración frente al tiempo.













Equipo experimentalSensor (Ultrasónico) de movimiento (1)
Interfaz (2)
Ordenador (3)
Software “DataStudio” (4)
Sujeto de prueba (5)



















Resultados

Gráfico N° 1

Gráfico obtenido mediante datos de “Tabla N°1”

(Ver “Tabla N°1 en Anexo N°1)














Gráfico N° 2: Aproximadamente tramo B-C

Gráfico obtenido mediante datos de “Tabla N°2”
[En lagráfica se eliminaron puntos conflictivos de los extremos del tramo B-C por la inexactitud que presentaban respecto al movimiento rectilíneo uniforme que se procuró realizar experimentalmente en el laboratorio]

(Ver “Tabla N°2 en Anexo N°1)









Análisis de resultados

De acuerdo al “Gráfico N°1” anterior se infiere:
En el tramo A-B el sujeto de prueba permanece teóricamente enreposo, dado que la velocidad detectada experimentalmente tiende a cero [Ver análisis de Gráfico N°3 en Anexo N°3]
En el tramo B-C el sujeto de prueba se aleja del sensor teóricamente a velocidad constante, lo que se demuestra mediante el análisis de los datos experimentales, estudiando la pendiente de la recta inclinada, todo esto sustentado por la correlación de 0,9975 respecto a un ajuste de curvalineal sobre los puntos graficados por el software.
En el tramo C-D el sujeto de prueba permanece teóricamente en reposo, ya que la velocidad detectada experimentalmente tiende a cero [Ver análisis de Gráfico N°4 en Anexo N°4].

En el “Gráfico N°2” se comprueba la hipótesis respecto a la velocidad en el tramo B-C. Dada la correlación obtenida de se infiere que el ajuste lineal realizado es eladecuado. Continuando con la observación, según la ecuación de la recta ajustada a la sucesión de puntos se puede realizar el siguiente análisis:


Basado en un análisis matemático de las dos ecuaciones anteriores, se pueden relacionar ambos modelos por su estructura similar, seleccionando un componente de la primera ecuación y relacionándolo con un componente de la segunda respectivamente:Ahora, analizando la ecuación entregada por el ajuste lineal de la sucesión de puntos del tramo B-C, tenemos que:



Asociando todo lo anterior tenemos:



Se deduce por análisis de la teoría que la posición inicial no corresponde realmente a la cifra entregada por el modelo anterior, ya que el ajuste de curva no incluye los tramos A-B y C-D del “Gráfico N°1” por lo que el ordenador...