Informe 4 de Fisica i

download Informe 4 de Fisica i

of 22

  • date post

    08-Jul-2016
  • Category

    Documents

  • view

    217
  • download

    4

Embed Size (px)

description

Informe 4 de Fisica I

Transcript of Informe 4 de Fisica i

  • UNIVERSIDAD NACIONAL

    MAYOR DE SAN MARCOS

    (Universidad del Per, Decana De Amrica)

    LABORATORIO DE FSICA I

    - TEMA: MOVIMIENTO VELOCIDAD Y ACELERACIN

    - PROFESOR: DAZ SANDOVAL, ANDRS NSTOR

    - ALUMNOS:

    *CASTELO HUARANCA, JOSETH 15170205

    *DURAND TAMARA, KENYO JUAN 15170013

    *PALMA DIAZ, VICTOR MANUEL ALEXANDER 15200137

    *PANIORA DANNY 1519

    *SOTACURO TORRES, GUILLERMO FIDEL 15170202

    - TURNO: 06:00 P.M. 08:00 P.M.

    Ciudad Universitaria, 28 de setiembre del 2015

  • 1. OBJETIVOS

    En este experimento N4 estudiaremos el movimiento rectilneo.

    Caracterizar el movimiento mecnico de traslacin de un mvil en funcin de

    la medida de su posicin con respecto al tiempo.

    Estudiar las caractersticas del movimiento de un mvil por accin de una

    fuerza constante.

    2. EQUIPOS Y MATERIALES

    Carril de aire.

    Regla.

    Compresora.

    Registrador de tiempo.

    Juego de pesas: 10Kg, 20Kg y 50Kg.

    Hojas de papel milimetrado (5).

    Hojas de papel logartmicos (1).

    Cintas de papel (2).

    Clips.

    3. FUNDAMENTO TERICO

    En la caracterizacin del movimiento del movimiento de traslacin de un mvil, se

    ubican sus posiciones con respecto al tiempo. Con esta informacin se determina la

    distancia recorrida por el mvil en la unidad de tiempo; las cuales permiten calcular

    la magnitud de su velocidad.

    En el caso de un movimiento unidimensional denotaremos a como un cambio de

    posicin, como el tiempo transcurrido durante este cambio de posicin. Por ejemplo

    las posiciones x1, x2, en los instantes t1, t2, respectivamente son: x =x2-x1, t = t1

    t2 .

    EXPERIENCIA N4

  • La expresin x = x(t) representa la funcin de posicin del mvil con respecto al tiempo

    t, y esta expresin se obtendr al graficar la posicin del mvil versus el tiempo con la

    ayuda del mtodo de los mnimos cuadrados.

    Se considera una velocidad media y una velocidad instantnea. La magnitud de la

    velocidad es la razn de cambio de la posicin con respecto al tiempo y se denomina

    rapidez v.

    a) Velocidad media: La magnitud de la velocidad media es la rapidez media y se

    le denota como v .

    b) Velocidad Instantnea: Se calcula cuando se construye la ecuacin de, la cual

    permite conocer como transcurren los cambios de posicin en una determinada

    direccin para instantes muy prximos. Los instantes muy prximos se denotan

    como t 0, y la velocidad instantnea como:

    t

    xlimv

    t

    x

    1t2t

    )1t(1x)2t(2xv

    0t

  • Un ejemplo de dos tiempos prximos es: si t1=7,998 s y t2=7,999 s, entonces t =0,001

    s. Con la frmula experimental calcule los xi correspondientes a los tiempos prximos,

    luego la rapidez instantnea se obtiene hallando el cociente tx . Usualmente se

    calcula matemticamente mediante la derivacin dt

    )t(dxv .

    Otra magnitud de la cinemtica es la aceleracin, definida como la razn de cambio

    de la magnitud de la velocidad con respecto al tiempo. Tambin se tiene una

    aceleracin media y una aceleracin instantnea.

    a) Aceleracin media:

    La magnitud de la aceleracin media se denota como:

    b) Aceleracin instantnea:

    t

    limav

    La magnitud de la aceleracin instantnea se denota como a.

    4. PROCEDIMIENTO

    Para el movimiento con fuerza instantnea:

    1. Ponga en funcionamiento la compresora haciendo las conexiones respetivas.

    2. Coloque un coche sobre el carril de aire con un cordelito amarrado de un

    extremo del carril. Un compaero de clase sostendr levemente el mvil con la

    mano.

    3. Coloque la cinta de papel a travs de la canaleta impresora del registrador de

    tiempo y pguela con un adhesivo al mvil. Conecte el registrador y encienda la

    fuente tal como indique su profesor.

    4. D al mvil un impulso ms o menos fuerte, haciendo que corra sobre el carril

    de aire. El impresor del registrador de tiempo dejar marcas sobre la cinta de

    papel.

    5. A partir de las marcas en la cinta de papel, as obtenidas, cuente en ella

    intervalos de 4 o 5 marcas y tome cada intervalo as formado como unidad de

    tiempo. A esta unidad arbitraria de tiempo denomnela tic.

    6. Elegida la unidad de tiempo, proceda a medir con la regla la posicin del mvil

    en cada instante y registre estas medidas en la tabla 01.

    t

    v

    tt

    )t(v)t(va

    12

    112

    0t

  • TABLA N 01

    Puntos t( tic ) x(cm)

    origen t0 = 0 x0 = 0

    1 t1 = 1 x1 = 3.10

    2 t2 = 2 x2 = 6.30

    3 t3 = 3 x3 = 9.25

    4 t4 = 4 x4 = 12.45

    5 t5 = 5 x5 = 15.6

    6 t6 = 6 x6 = 18.9

    7 t7 = 7 x7 = 22.1

    8 t8 = 8 x8 = 25.35

    TABLA N 02

    t (tic) x (cm)

    tic

    cm

    t

    xv

    1 0 3.10 3.10

    2 1 3.20 3.20

    3 2 2.95 2.95

    4 3 3.20 3.20

    5 4 3.15 3.15

    6 5 3.30 3.30

    7 6 3.20 3.20

    8 7 3.25 3.25

  • Para el movimiento con fuerza constante:

    7. Repita los pasos (1), (2) y (3).

    8. Ate al extremo del cordelito una masa de 50 g aproximadamente. A

    continuacin, retire la mano del coche.

    9. Repita los pasos (5) y (6) y proceda a llenar a tabla 03.

    TABLA N 03

    Puntos t( tic ) x(cm)

    origen t0 = 0 x0 = 0

    1 t1 = 1 x1 = 0.60

    2 t2 = 2 x2 = 1.25

    3 t3 = 3 x3 = 1.95

    4 t4 = 4 x4 = 2.70

    5 t5 = 5 x5 = 3.53

    6 t6 = 6 x6 = 4.46

    7 t7 = 7 x7 = 5.41

    8 t8 = 8 x8 = 6.41

    La frmula de los datos de esta tabla sera de la siguiente forma:

    y = k x n

    Para obtener la formula lineal, podemos sacar logaritmo decimal a la

    ecuacin anterior

    Log y = log k + n log x

    Y = B + n X

  • x y Log x Log y (logx)(logy) (log x)2

    1 0.60 0 -0.22 0 0

    2 1.25 0.30 0.10 0.03 0.09

    3 1.95 0.47 0.29 0.14 0.22

    4 2.70 0.60 0.43 0.26 0.36

    5 3.53 0.70 0.55 0.39 0.50

    6 4.46 0.77 0.65 0.50 0.60

    7 5.41 0.84 0.73 0.61 0.70

    8 6.41 0.90 0.80 0.72 0.81

    = 4.58 3.33 2.65 3.28

    m = 1.13 b = -0.23

    Y = -0.23 + (1.13)X

    22 log)(log

    loglogloglog

    ii

    iiii

    xxp

    pm

    yxyx

    22

    2

    log)(log

    loglogloglog)(log

    ii

    iiiii

    xxp

    yb

    xxyx

  • TABLA N 04

    t (tic) x (cm)

    tic

    cm

    t

    xv

    1 0 0.60 0.60

    2 1 0.65 0.65

    3 2 0.70 0.70

    4 3 0.75 0.75

    5 4 0.83 0.83

    6 5 0.93 0.93

    7 6 0.95 0.95

    8 7 1.00 1.00

    TABLA N 05

    t( tic ) Vinst =

    (

    )

    t0 = 0 V0 = -0.23

    t1 = 1 V1 =0.90

    t2 = 2 V2 =2.03

    t3 = 3 V3 =3.16

    t4 = 4 V4 =4.29

    t5 = 5 V5 =5.42

    t6 = 6 V6 =6.55

    t7 = 7 V7 =7.68

    t8 = 8 V8 =8.81

    Para obtener los datos de esta tabla se us la ecuacin lineal que obtuvo de la

    tabla N 03. [ V= -0.23 + (1.13) t ]

  • TABLA N 06

    t

    (tic) 1 ii vvv

    tic

    ticcm

    t

    va

    1 0 1.13 1.13

    2 1 1.13 1.13

    3 2 1.13 1.13

    4 3 1.13 1.13

    5 4 1.13 1.13

    6 5 1.13 1.13

    7 6 1.13 1.13

    8 7 1.13 1.13

    Para obtener los datos de esta tabla se rest las velocidades de la tabla N 05.

  • 5. CUESTIONARIO

    1. Con los datos de la tabla 01, grafique x versus t (grfica 1). Cuando hace el ajuste con el mtodo de mnimos cuadrados. Qu valores importantes del

    movimiento del coche puede usted precisar? Qu clase de movimiento tiene

    el mvil, cuando se le aplica una fuerza instantnea?

    t( tic ) x(cm)

    t0 = 0 x0 = 0

    t1 = 1 x1 = 3.10

    t2 = 2 x2 = 6.30

    t3 = 3 x3 = 9.25

    t4 = 4 x4 = 12.45

    t5 = 5 x5 = 15.6

    t6 = 6 x6 = 18.9

    t7 = 7 x7 = 22.1

    t8 = 8 x8 = 25.35

    Aplicando el mtodo de los mnimos cuadrados a la tabla anterior:

    t=Xi x= Yi Xi Yi

    1 3.10 3.10 1 2 6.30 12.60 4 3 9.25 27.75 9 4 12.45 49.80 16 5 15.6 78.00 25 6 18.9 113.40 36 7 22.1 154.70 49 8 25.35 202.80 64

    =36 =113.05 = 642.15 = 204

  • m = 8(642.15) (36) (113.05) = 3.17 8(204) 362

    b = (204)(113.05) (36)(642.15) = -0.01

    8(642) 362

    y= -0.01 + 3.17x

    Cuando aplicamos el mtodo de regresin lineal por mnimos cuadrados

    podemos apreciar que en el papel se dibuja una recta, de la cual hemos hallado

    su ecuacin en el paso anterior, en la grfica apreciamos q no todos los puntos

    coinciden con la recta, esto se debe a que experimentalmente en la medicin de

    las distancias del recorrido del mvil no fue tan precisa, pero que se acerca a los

    valores tericos.

    El mvil cuando se le aplica una fuerza instantnea, la fuerza acta solo en un

    pequeo intervalo de tiempo, donde presentara una aceleracin, despus de ese

    instante como la fuerza dejo de actuar el mvil presentara un movimiento

    rectilneo uniforme (MRU).

    2. Con los datos de la tabla 02, grafique las velocidades medias versus t (grafica 2). Qu interpretacin puede hacer usted respecto a este resultado?

    Vmed VS t

    x y xy x2

    3.10 1 3.10 9.61

    3.20 1 3.20 10.24

    2.95 1 2.95 8.70

  • 0)35.25()41.80(8

    8)35.25()35.25(82

    m 1

    2)35.25()41.80(8

    )35.25)(35.25(8)41.80(

    b

    y = 0x + 1

    y = 1

    Lo que se puede apreciar es que las velocidades medi