Fisca

Windows Vista uR ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS |
Práctica 2: Caída Amortiguada |
LABORATORIO: FÍSICA GENERALBaca Cárdenas PaolaUlloa Márquez Ana KarenMeseses Madrid SergioRodríguez Rosas Ana LuisaVargas José María |
1IM1Equipo 2 |
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Práctica 2: “Caída Amortiguada”
Objetivo
Verificar la hipótesis de que un cuerpo que cae verticalmente en un fluido, lo hace con movimientorectilíneo uniforme una vez superada la etapa de la aceleración; y de ser así, determinar la ecuación posición-tiempo correspondiente.
Introducción
Cuando una partícula se mueve en línea recta conviene hacer coincidir un eje de coordenadas con la trayectoria, por ejemplo el eje x. De ese modo, el movimiento queda descrito por cierta función x=f(t) que nos permite conocer la posición x de lapartícula en cualquier tiempo t.
Disponiendo de la ecuación posición-tiempo, x=f(t) es posible también determinar la rapidez con la que varia la posición de la partícula en cualquier instante, o “velocidad instantánea” vx de la misma, aplicando la definición.

En realidad x y vx son las componentes de x en la posición r y de la velocidad v, respectivamente, las cuales, son cantidadesvectoriales con las siguientes características: El vector posición r va dirigido del origen del sistema de referencia x-y-z utilizado hacia la partícula y su magnitud r es la distancia que la separa de dicho origen; el vector velocidad v tiene la dirección y sentido del movimiento de la partícula, si se mueve a lo largo de un eje x se puede omitir la notación vectorial, utilizando la componentes(escalares) x y vx en lugar de los vectores r y v, pues al ser componentes únicas los describen completamente.
Veamos un ejemplo: un automóvil circula por una calle que esta en la dirección norte-sur. Ver fig. No. 1. Al introducir un eje x dirigido de sur a norte y con su origen en cierto punto (en una etapa de alcantarilla), el movimiento quedo descrito por la función x= 60-t2 dentro de los primerosdiez segundos, en donde x esta en metros y t en segundos.*: ¿Cuál fue la posición cual fue la velocidad y la posición del automóvil en el instante t= 5 seg.?

Resolviendo la ecuación dada para t= 5 s

Lo que significa que en dicho instante el automóvil estaba a 35m del origen del eje x (es decir, de la tapa), medidos en la dirección del eje (de la calle) y en el sentido del mismo (hacia elnorte). Vemos como de un modo indirecto la componente en x (que es también la única coordenada de la partícula) da las tres características del vector r.
Determinemos ahora la velocidad:

Y hallando su valor para t= 5s:

Lo que significa que en el instante considerado el automóvil se estaba moviendo con una rapidez de 10 m/s, en dirección del eje x (de la calle), pero en sentido opuesto al deleje (hacia el sur), quedando así especificadas las características del vector v . En la figura 1 se han ilustrado la posición r y la velocidad v en el instante t= 5s.
En general cuando la función x= f(t) se grafica, la velocidad vx en un instante arbitrario t= aqueda representada por la pendiente del grafico de la función en el punto de abscisa t= a. Ver fig. No. 2.

En particular cualquiermovimiento que la rapidez v de la partícula no varia se denomina “uniforme”. Si, además, la trayectoria es recta, el movimiento se llama “rectilíneo uniforme”; y en este caso y solo en el, la velocidad v es constante.
L a ecuación posición-tiempo de un movimiento rectilíneo uniforme a lo largo de un eje de referencia es necesariamente lineal (v = dx/dt = b). Esto también se infieregráficamente, pues la grafica posición-tiempo es una recta, cuya pendiente representa ala velocidad vx. Ver figura No. 3.
El movimiento rectilíneo uniforme caracteriza a varios fenómenos físicos de gran interés. Por ejemplo, la luz y el sonido se propagan en línea recta y con rapidez constante en un medio homogéneo y las moléculas de un gas o los electrones libres de un metal se desplazan también con...