Informe n°1 laboratorio fisica II usach

 Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencia, Departamento de Física.

Laboratorio experimental N° 1:

“Cinemática de la partícula en una y dos dimensiones”



Resumen:

En la experiencia se realizó diferentes mediciones en función del movimiento de una partícula en una y dos dimensiones, logrando determinar variables físicas y su relación funcional entre lasmagnitudes que se requieren calcular.

Introducción:

En este informe el objetivo es analizar las mediciones respectivas de una partícula en movimiento sobre un plano inclinado y un proyectil lanzado a una pared, y así poder determinar respectivamente los gráficos de las variables físicas, su relación funcional entre dos razones de cambio físicas e interpretar las constantes funcionales, y deésta manera lograr las ecuaciones del movimiento bajo un sistema inercial de referencia.

Método experimental:

En la experiencia N° 1 del laboratorio de física se realizaron dos experimentos, donde se utilizaron los siguientes materiales e instrumentos para concretar los dos experimentos realizados, los cuales fueron: una barra metálica, un carrito, sensor de movimiento, huincha, basemagnética, barra vertical, una bola de acero, pizarra, un cañón, una hoja de papel, un calco y scotch.

Actividad N° 1:

En el primer experimento se procede a armar el sistema experimental (ver figura 1), donde la barra metálica se apoyó en su extremo izquierdo sobre una base magnética y en el extremo derecho sujeto a una barra vertical en altura, formando así un plano inclinado, donde se ubicaba elsensor de movimiento, el cual entregó los datos de posición v/s tiempo y la velocidad v/s tiempo. Así mismo, con las ecuaciones que entregue el programa, se definirá el resultado finito de la aceleración para cada caso.

Fig. 1: Montaje del primer experimento.

Para que el sensor de movimiento entregue los datos en el programa, se debe lanzar un carro sobre la barra metálica, avanzando desdeabajo hacia arriba y devolviéndose posteriormente.

Actividad N° 2:

En el segundo experimento se ubica una pizarra, y en ella se pega un calco y una hoja en blanco. Frente a la pizarra se monta un cañón, con una bola de acero en su interior, lanzando una y otra vez la bola hacia la pizarra, obteniendo así distintas alturas, distancias y ángulos entre sí (ver figura 2).


Fig. 2: Montaje delsegundo experimento.


Resultados:

I.- En el primer experimento, el sensor de movimiento se conecta a la barra metálica, y mediante él se logra encontrar los gráficos de posición v/s tiempo y la velocidad v/s tiempo (Ver Figura 3 y 4).


Fig. 3: Gráfico posicion v/s tiempo

Ajuste cuadrático:

y = Ax² + Bx + C

A = 0,464 +/- 0,010
B = -1,12 +/- 0,027
C = 0,890 +/- 0,015

Relaciónfuncional:

X (t) = Xo∙t + Vo∙t +

X (t) = (0,464t² - 1,12t + 0,890) m

Con:
2a = 0,464  a = 0,232 (m/s²)
Vo = -1,12 (m/s)
Xo = 0,890 (m)


Fig. 4: Gráfico velocidad en función del tiempo.

Ajuste lineal:
y= mx + b

m= 0,915 +/- 0,032
b = -1,21 +/- 0,050

Relación funcional:
V (t) = Vox +

V (t) = 0,915x – 1,21

Resultando así:

Vo = 0,915 (m/s)
2a = 1,21 a = 0,605 (m/s²)

II.- En el segundo experimento, el cual se trata del movimiento de un proyectil, se toman las medidas correspondientes obteniendo los siguientes datos:

y = 29,8 ; yo = 20,2
x = 46,2 ; xo = 0
α = 30°

En el eje x se tiene que:
x = xo + Vo ∙ cos (α) ∙ t
Reemplazando datos en la fórmula, queda:
46,2 = 0 + Vo ∙ t ∙Despejando la ecuación, se obtiene:
Vo ∙ t =
Vo ∙ t = 53,35 (*)


En el eje y se tiene que:
y = yo + Vo ∙ sen (α) ∙ t –
Reemplazando los datos obtenidos, en la fórmula necesaria, resulta que:
29,8 = 20,2 + Vo ∙ t ∙ – (**)
Luego la ecuación (*) se reemplaza en (**), para obtener el tiempo (t):
29,8 – 20,2 = - / ∙2
9,6 ∙ 2 -53,35 = - 9,8 ∙ t²
9, 8 ∙ t² = 34,15
t² = 3,485
t =...