Practica 3 laboratorio de física

UNIVERSIDAD
NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

Facultad de Química

Laboratorio de Física

Practica #3
Movimiento rectilíneo con velocidad constante


Movimiento rectilíneo con velocidad constante

1. Objetivo:

* Determinar la velocidad de la burbuja de aire en el interior de un tubo mediante una grafica de movimiento.
* Obtener a velocidad promedio de la burbuja a través deun ajuste de datos experimentales por medio del método de los cuadrados mínimos.
* Reconocer las variables de influencia del movimiento.
* Expresar su incertidumbre con un valor de confianza k=2

2. INTRODUCCIÓN:
* Movimiento rectilíneo uniforme (1)
* Un movimiento es rectilíneo uniforme cuando el vector velocidad es constante, por lo que no se modifica su modulo, ni sudirección, ni su sentido.
*
* Por tanto, la trayectoria es una línea recta, los vectores velocidad media y velocidad instantánea coinciden y no hay aceleración normal ni tangencial.
*
v=constante→an=0; at=0.

Como la velocidad media e instantánea coinciden y si el instante inicial de la observación es t0=0 se cumple que:

v=∆r∆t=r-r0t→v∙t=r-r0

Operando, se obtiene la ecuaciónvectorial del movimiento:

r=r0+(v∙t)

Si se elige un sistema de referencia con el eje x en la dirección del movimiento, todos los vectores tienen la misma dirección y la ecuación anterior se convierte en la ecuación escalar de posición:

x=x0+(v∙t)

La ecuación anterior se puede aplicar a cualquier movimiento uniforme de forma que:

e=e0+(v∙t)

Donde la distancia recorrida medida sobre latrayectoria es: ∆e=∆ e-e0 (1)

(2) De acuerdo a la 1ª Ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.

Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de las partículas. El movimiento es inherente que va relacionado y podemos decir que forma parte dela materia misma. Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total. El MRU se caracteriza por:

a) Movimiento que se realiza en una sola dirección en el eje horizontal.

b) Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables.

c) Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta aceleración(aceleración=0).

Ajuste de una recta por mínimos cuadrados (3)

* Los datos y su interpretación
Razones teóricas: y=mx+n
N pares de medidas x1,y1;x2,y2;…;(xn,yn)

Antes de tomar las medidas:
El intervalo elegido para la variable independiente, ¿abarca todo el rango de interés? ¿Están los puntos uniformemente distribuidos en este intervalo?

Representación de la grafica:

* Los parámetrosde mejor ajuste

¿Cuál es la recta que mejor se ajusta a las N medidas?

* Estimación de la incertidumbre de los parámetros

¿Cuál es el mejor estimador de las incertidumbres de m y de n?

3. Parte Experimental
Hipótesis: el tiempo en el que la burbuja recorra el tubo será el mismo en todas las mediciones.
3.1 Materiales y Equipo
* Tubo de vidrio con liquido y burbuja de aire* Flexómetro
* Cinta adhesiva
* 2 metros de hilo
* 1 cronometro
* Pesa

Tabla 1. Información de los instrumentos de medición |
Instrumento | Marca | Modelo | Alcance | Resolución | Incertidumbre asociada al instrumento |
Flexómetro | Traka | __________ | 475 cm | 0,1 cm | 0,05 cm |
Cronómetro | LG | C305 | ___________ | 0,01 s | 0,01 s |

3.2 Proceso experimentalColocaremos un tubo de vidrio lleno de un liquido, en su interior hay una burbuja de aire la cual se mueve con un MRVC estableceremos las mejores condiciones de verticalidad de tubo. Posteriormente colocaremos marcas equidistantes que nos permita medir el tiempo cuando la burbuja pasa por dicha marca. Utilizaremos un cronometro para medir el tiempo.
Consideraremos un diseño estadístico para...