Laboratorio

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





Experiencia N°1: “Estudio y gráfica de la cinemática de un cuerpo”.

Profesor: Voltaire Fuentes Olave

Integrantes: Guthemberg Diaz, Jeimy Fernández, Manuel Lecaros, Tanya Lorca



1. Objetivos:




• Determinar y analizar las ecuaciones de movimiento de una partícula que se mueve endos dimensiones.

• Determinar la relación funcional entre dos variables físicas.

• Interpretar el significado físico de las constantes de la relación funcional.



2. Introducción

En la presente actividad de laboratorio hemos descrito el movimiento de un cuerpo que se desplazó en línea recta durante un tiempo determinado, sin tomar en cuenta las fuerzas que causaron dichomovimiento. Ejemplificamos este tipo de movimiento en dos situaciones: primero en una trayectoria sin ángulo de inclinación y la segunda con un ángulo positivo y arbitrario con respecto a la primera situación.

Para ello hemos utilizado los implementos físicos necesarios para la actividad y, el programa computacional Data Studio (que nos otorgó una tabulación precisa de las posiciones y eltiempo en un movimiento).

Una vez confeccionados los montajes, mediante la fotopuerta conectada al Data Studio hemos podido describir y graficar la posición de un cuerpo con respecto al tiempo, de manera que interpretamos los resultados con sus variables en la ecuación de itinerario correspondiente para este cuerpo; gracias a ello, es posible determinar la posición del cuerpo en cualquierinstante de tiempo.







3. Marco teórico

La cinemática es la parte de la física que estudia el movimiento de un cuerpo en función del tiempo. En ella podemos clasificar el movimiento según la forma que adquiere la trayectoria del cuerpo y, para el estudio de esta actividad de laboratorio es el rectilíneo. Incluso observando si en él presenta aceleración o no. Con esto podemossubdividir unidimensional y bidimensional.

En primer caso tenemos movimiento rectilíneo uniformente variado o acelerado, es aquel en el que un móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración constante.

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En segundo caso tenemos el lanzamiento de proyectil el cual se define por las siguientes ecuaciones:

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4.Desarrollo experimental:

Parte I:

Materiales:

• Sensor de movimiento

• Riel

• Carro

• Interface










Montaje: Se tiene el riel inclinado para simular un movimiento uniforme variado, por el cual se lanza el carro desde la parte inferior del riel. Al extremo superior, está ubicado el sensor de movimiento, el que registra la posición instantánea del carrito.El riel y el carro están diseñados complementariamente, para así optimizar las mediciones del movimiento, puesto que el roce entre el carro y el riel disminuye.



Procedimiento: Se dispone de un riel y un sensor de movimiento en el cual un carro se desliza por el plano inclinado con un ángulo arbitrario. En donde el carro al deslizarse asciende desacelerando y desciende acelerando. El cuallos datos se transmiten a través de la interface, en donde son arrojados y vistos por el programa Data Studio.

Parte II:

Materiales:

• Disparador

• Fotopuerta

• Bolita

• Interface

• Muro de contención

• Soporte universal

Montaje: Se ubica el disparador (que contiene en su interior la bolita) a cierta distancia del muro de contención, donde seregistrarán los impactos de la bolita. Además, se ubica la fotopuerta muy cerca de la salida del disparador, para poder registrar con mayor detalle la velocidad inicial con que sale la bolita, como se muestra en la siguiente figura:

















Procedimiento: En este ensayo se dispone de un disparador en donde medimos los siguientes datos: altura inicial respecto a nuestro...