informe de fisica

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado




Sparza Tafur Luisa Jazmín
Ramírez Trujillo Daniela
Pinto Sánchez Víctor Adolfo

Universidad Distrital Francisco José de Caldas. Bogotá. Colombia.


Introducción.

En esta práctica se observa y analiza el movimiento de un carro de Hall que se desplaza a lo largo de un riel metálico sin fricción. El carro de Hall se acelera de manerauniforme a través del riel mediante una masa suspendida, unida al carro con una cuerda, que cae bajo la acción de la gravedad.

Mediante la utilización de un ticómetro se mide el desplazamiento y el desplazamiento total del carro de Hall para cada intervalo de tiempo. Con estos datos y el periodo del ticometro se calcula el valor en segundos de cada intervalo de tiempo. A partir de estos valoresexperimentales se construye una gráfica del desplazamiento total contra el tiempo.

El análisis de esta gráfica permitirá determinar el tipo de dependencia funcional presente y comprender las características de un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

Fundamentos teóricos.

Consideremos una partícula que se mueve en línea recta a lo largo del eje x desde un punto A hasta unpunto B, como se indica en la figura 2.


Figura 2.

Supongamos que en el tiempo t0 la partícula se encuentra en A con una velocidad y en el tiempo t está en B con una velocidad . La aceleración media entre A y B está dada por



Donde representa el cambio en la velocidad o en el estado de movimiento de la partícula en el intervalo de tiempo . Luego, la aceleración media de la partículaentre A y B es el cociente entre su cambio de velocidad y el intervalo de tiempo. La aceleración instantánea es el valor límite de la aceleración media cuando el intervalo de tiempo es muy pequeño. Esto es,



de modo que obtenemos la aceleración instantánea calculado la derivada de la velocidad respecto al tiempo.

Si el movimiento rectilíneo tiene una aceleración constante, se dice que elmovimiento es uniformemente acelerado. De la ecuación (2) tenemos que , luego si conocemos , podemos obtener la velocidad de la partícula integrando



donde es la velocidad de la partícula en . Luego,


Multiplicando ambos miembros de la ecuación (2) por obtenemos



Integrando encontramos una relación entre la velocidad y el desplazamiento de la partícula





Por otra partesi remplazamos la ecuación (3) en la expresión



Obtenemos una relación entre la posición y la aceleración de la partícula




Habitualmente el instante inicial t0 se toma como igual a cero.

Figura 3-1. Figura 3-2

Figura 3-3.
En la figura 3-1 tenemos una representación gráfica de la posición en función deltiempo. En la figura 3-2 representamos gráficamente la velocidad en función del tiempo. La medida del área sombreada coincide con el valor de la distancia recorrida entre los instantes t=t1 y t=t2. En la figura 3-3 representamos gráficamente la aceleración en función del tiempo. La medida del área sombreada coincide con el valor del incremento de la velocidad entre los instantes t=t1 y t=t2.Descripción del experimento.
En esta experiencia utilizaremos el ticómetro, instrumento que puede emplearse para registrar el movimiento de un pequeño carro que se desplaza en la parte superior de una mesa por medio de una masa que cae. La cinta de ticómetro que se produce mide el desplazamiento del carro en movimiento por intervalo de tiempo. De acuerdo con el experimento anterior de movimientorectilíneo uniforme sabemos que la velocidad media es equivalente al desplazamiento correspondiente para el intervalo de tiempo dado. El cociente entre un cambio de velocidad y un cambio de tiempo produce una aceleración [a = (v2 - v1) / (t2 - t1)]; esta es la ecuación para la pendiente de una gráfica de velocidad contra tiempo. Con los datos de este experimento, usted deberá construir tres gráficas...