Velocidad instantánea

ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA
DEL LITORAL
INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS

LABORATORIO DE FISICA A
PAR-101

VELOCIDAD INSTANTÁNEA Y ACELERACIÓN

PROFESOR CARLOS MARTINEZ

SEBASTIÁN ANDRÉS DE LOS RÍOS FONDEVILA
30 DE JUNIO DEL 2010

VELOCIDAD INSTANTÁNEA Y ACELERACIÓN
* RESUMEN:
Esta práctica tiene consiste de determinar la velocidad instantánea de un móvil siguiendo unelaborado experimento. Además de obtener la aceleración de dicho sistema.

Con la ayuda de los instrumentos de laboratorio, un completo sistema de sensores y un carril inclinado, pudimos obtener datos lo más precisos posibles. Los intervalos de tiempo son ilustrados en la computadora. Luego a partir de los desplazamientos y variaciones de tiempo proseguimos a calcular valores. Finalmente se obtienenlos datos deseados para realizar los respectivos análisis y conclusiones de la experimentación.

* OBJETIVOS:
Calcular la velocidad instantánea en un punto fijo de su trayectoria. Obtener la aceleración de un móvil

* INTRODUCCION.
Velocidad instantánea
Permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una trayectoria, cuando el lapso de tiempo es infinitamente pequeño,siendo entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria.

En forma vectorial, la velocidad es la derivada del vector posición respecto del tiempo:

donde es un vector (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoria de cuerpo en cuestión y es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio recorrido y posicióncoinciden.

La velocidad instantánea no es más que la velocidad media en un pequeño intervalo de tiempo.
El objeto en movimiento en esta práctica es una rueda metálica con un eje central que se apoya en los bordes de un canal. Sea A y B dos puntos del recorrido de la rueda por la pista situados a ambos lados de C.

Estos puntos representan en el gráfico x= x(t). Para observar el proceso devariación de la velocidad media en los intervalos correspondientes, la velocidad media será:
Vac= C-Aδt
Vcb= C-Bδt
De donde resulta que las velocidades medias pueden también ser expresadas como:
Vac= -12.a.δt+Vc
Vcb= 12.a.δt+Vc
Las dos últimas ecuaciones representan la siguiente figura, donde se pueden ver el proceso de variación de la velocidad media con la variación de tiempo. La velocidadinstantánea en el punto C es la intersección de ambas rectas en el eje Y. En caso de que esto no ocurra, la velocidad instantánea será el promedio de las velocidades dadas en t=0 s.

Vc= Vc1+Vc22
Aceleración.
La aceleración es una magnitud vectorial que nos indica el ritmo o tasa de cambio de la velocidad de un móvil por unidad de tiempo. En otras palabras, cuánta rapidez adquiere un objetodurante el transcurso de su movimiento, según una cantidad definida de tiempo. Gráficamente el valor de la aceleración es ½ del valor de la pendiente en una gráfica de velocidad y tiempo.

m= ∆y∆x

a=2m

Cálculo de la pendiente y error de la pendiente.
En una gráfica de tiempo vs. ∆V la pendiente representa la aceleración en un intervalo de tiempo.

En el proceso experimental al realizarla gráfica de tiempo versus velocidad, difícilmente obtendremos una gráfica con un 100% de precisión. Siempre existirá un grado de error o incertidumbre. Para esto debemos conocer el error de la pendiente graficada.

Error de la pendiente:
δm= ∆xδy+(∆y)δx(∆x)2
Además de esto es necesario conocer la diferencia relativa. Para encontrar este valor porcentual está la siguiente fórmula:Diferencia %=valor teórico-(valor experimental)valor teórico ×100

* PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
MATERIALES:
* Rueda de metal utilizada como objeto móvil para que este sea analizado por los sensores y de resultados clave. Esta rueda de metal tiene un gran peso puesto que tenia que asi influye menos el trabajo que ejerce la friccion al rodar o chocar con las paredes.

* Canal y riel con...