Cinemática Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante

Cinemática
Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante

1. Resumen
Se desea comprobar la relación parabólica entre la posición (x) de la partícula y el tiempo (t) para un Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante, bajo las siguientes condiciones iniciales: t=0 s; x=0 m; v=0 m/s. Para ello se ha utilizado un carril aerodeslizador que permite reducir a un valor mínimo las fuerzas defricción.
Se ha medido la posición de la partícula en diferentes tiempos, utilizando el generador de chispas con una frecuencia de 10 Hz.
Haciendo uso del análisis velocidad-tiempo (v = v(t)). Se pudo concluir que el móvil realizó un movimiento con aceleración constante de (75.5±0.3) [cm/s2]; 0.4%.
2. Objetivos
Determinar para un Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante las relacionesfuncionales:
a) Posición en función del tiempo.
b) Velocidad en función del tiempo.
c) El valor de la aceleración.
3. Fundamento Teórico
Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante
El Movimiento Rectilíneo con Aceleración Constante se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la velocidad varía proporcionalmente al tiempo. En este movimiento la velocidad de loscuerpos cambia, puede aumentar o puede disminuir. Por lo tanto existe aceleración, la que además es constante y distinto de cero. La aceleración no puede ser cero, porque si fuera cero no habría cambio de velocidad.
Este movimiento puede ser acelerado si el módulo de la velocidad aumenta a medida que transcurre el tiempo y retardado si el módulo de la velocidad disminuye en el transcurso deltiempo.
Definiciones Básicas
Desplazamiento
El desplazamiento de una partícula se define como el cambio en su posición:
Δx = xf - xi
Velocidad
Se define como el cambio de posición de una determinada partícula, con respecto a un sistema de referencia en el transcurso del tiempo. La velocidad en el Sistema Internacional se mide en (m/s).
Velocidad Media
La velocidad promedio de una partícula,se define como el desplazamiento de la partícula (Δx), dividido entre el intervalo de tiempo (Δt), durante el cual ocurre el desplazamiento:
Vx = (Δx/Δt)
Velocidad Instantánea
La velocidad instantánea, es igual al valor límite del cociente Δx/Δt conforme Δt se acerca a cero:
Vx = lim ─
Aceleración
Se define como el cambio de velocidad en el transcurso del tiempo. En el Sistema Internacionalse mide en (m/s2).
Ecuaciones para Movimiento rectilíneo con Aceleración Constante
1. x = xo + vo*t + ½ ac*t2
2. v = vo + ac*t
3. v2 = vo2 + 2*ac*(x-xo)
Donde:
x, Posición de la partícula para el tiempo t.
xo, Posición de la partícula para el tiempo t=0.
v, Velocidad de la partícula para el tiempo t.
vo, Velocidad de la partícula para el tiempo t=0.
ac, Aceleración de la partícula.
t,tiempo.
Si la partícula parte desde el origen de un sistema de referencia y desde el reposo (vo), entonces la ecuación (1) se reduce a:
x = ½ ac*t2
4. Materiales y Montaje Experimental
Materiales
Se utilizó el siguiente equipo y/o material:
Un Carril aerodeslizador.
Un Generador de aire.
Un Generador de Chispas.
½ metro de cinta plateada.
Un juego de masas de 1g.
Un imán de retención.
Unnivel
Procedimiento
Armar el equipo. El plano superior del carril debe estar horizontal.
Colocar el papel metalizado sobre el registrador de chispas.
Elegir la frecuencia “f” en el generador de chispas (10 Hz).
Encender el generador de aire, y proceder con el registro en la cinta (presionar el pulsador blanco del generador de chispas hasta concluir con el registro en cinta)
5. Registro deDatos
Las Medidas de la posición en función del tiempo, para el móvil que realiza un Movimiento Rectilíneo con aceleración Constante, se resume en la tabla #1.
Tabla #1 x = x(t)
i
t[s]
x[cm]
1
0.1
0.40
2
0.2
1.45
3
0.3
3.30
4
0.4
5.90
5
0.5
9.25
6
0.6
13.35
7
0.7
18.25
8
0.8
23.85
9
0.9
30.25
10
1.0
37.40
6. Preguntas de Evaluación Previa
1. Defina el...