Cinetica

Cinemática. Cálculo de Aceleración Media
Objetivos
Determinar gráficamente: Vector posición , vector desplazamiento , velocidad media , aceleración media
Conceptos previos
Cinemática
Es el estudio de los movimientos utilizando los conceptos de espacio y tiempo sin considerar las causas que lo originan.
Vector Posición
Para poder ubicar una partícula, se requiere inicialmente de un sistemade referencia y el vector posición es un segmento de recta que tiene dirección y sentido, que va desde el origen del sistema hasta donde está la partícula.
Vector DesplazamientoSi la partícula se mueve cierta distancia en ese instante se origina un nuevo vector posición, el cual al ser restado gráficamente del primero origina el desplazamiento, este es un segmento de línea recta entre las dosposiciones y no importa la trayectoria. | |
Velocidad Media
Es la razón del desplazamiento entre el intervalo de tiempo.

Aceleración Media
Es la razón del cambio de velocidad en un intervalo de tiempo.

El Efecto Estroboscópico
Es un efecto óptico que produce el movimiento ilusorio necesario para la proyección cinematográfica. Este fenómeno está basado en los estroboscopios, empleadospara examinar con detalle y sin contacto físico el comportamiento de partes mecánicas en movimiento.

En la figura que se muestra a continuación se representa el movimiento estroboscópico de una pequeña pelota lanzada al aire, en donde aparecen las diferentes posiciones de la pelota a intervalos regulares de tiempo ().

De acuerdo con la figura anterior, complete la siguiente información:1. Como el tiempo que transcurre entre una posición y la otra permanece constante, se le puede dar un nombre de una unidad de tiempo particular, llamada un tic. Entonces para esta situación un tic es igual a:

2. Marque con un punto el centro de cada imagen de la pelota y luego ubique un sistema de coordenadas cartesianas donde crea conveniente.
Materiales e Instrumentos
*Escuadras.
* Calculadoras.
* Colores.
* Lápiz.
Procedimiento Experimental
Para intervalos sucesivos de 3 tics, llamados un toc (3 tics=1 toc), determinar:

1. El vector desplazamiento
* Trace el vector de posición correspondiente a cada tres puntos, los cuales corresponden al desplazamiento de la pelota durante un toc, repita el procedimiento para intervalos iguales.
* Una vezdibujado los vectores posición, determine la variación de la posición para cada uno de los vectores el cual se obtiene midiendo cada vector directamente sobre el papel.

2. La velocidad media
* Como se ha dicho los intervalos de tiempo entre cada tres posiciones (1 toc) son constantes, por tanto estos vectores desplazamiento que se han dibujado proporcionarán la dirección y sentido delvector velocidad media.
* Se calculan las velocidades medias por cada toc, mediante la ecuación:

* El vector velocidad media es paralelo al vector desplazamiento y tiene su mismo sentido.
3.
La aceleración media
* Para la representación grafica de la velocidad media se debe aplicar una escala a conveniencia, con la finalidad de hacer fácil su manipulación en el papel. Porejemplo: * Se determina la variación de la velocidad media mediante su diferencia gráfica como se muestra en la figura. * Luego se obtiene la aceleración media, a través de la ecuación: | |
* Para la representación gráfica del vector aceleración se lleva el valor obtenido a escala, y se dibuja paralelo al vector variación de la velocidad media. | |
*

*Ejercicios:
1. Dado el registro estroboscópico del movimiento de una partícula sobre un plano:
* Obtener la velocidad media de la partícula entre las posiciones P1 y P2
* Obtener la velocidad media de la partícula entre las posiciones P2 y P3
* Obtener la aceleración media de la partícula entre las posiciones P1 y P3

2.
Dado el registro estroboscópico del movimiento de una...