Utn Lab Fisica Nº 4,5,6 y 6-Bis

8/18/2019 Utn Lab Fisica Nº 4,5,6 y 6-Bis

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA NACIONAL

FACULTAD REGIONAL DELTA

LABORATORIO DE FISICA I

TRABAJOS PRACTICOS Nº 4,5,6

Comisión 308

Integrantes:

Brescasin, Emilio.D’Ambrosio, Enzo.

González !ar"a E#genia.$am"rez, !ario.


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LABORATORIO DE FISICA ITRABAJOS PRACTICOS Nº4,5,6.

%& '(): !o*imiento rectil"neo #ni+ormemente acelerao

• -beti*o: Com/rener las lees el mo*imiento acelerao.

%& '(1: Est#io cinemático e #n mo*imiento /lano

• -beti*o: Est#io cinemático e la ca"a e #na es+era /or #n /lano inclinao

2/lano e &acar4 a la 5#e se le a #na *elocia 6orizontal.

%& '(7: im#lación e #n mo*imiento circ#lar

• -beti*o: Est#io el mo*imiento circ#lar con sim#laor.

%&'(72Bis4: Aceleración en #n /lano inclinao

• -beti*o:

Ane9os

• Cálc#los.

• %rabaos &rácticos aicionales.

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TP Nº4: Movimie!o "e#!i$%eo &i'o"meme!e (#e$e"()o

• #namentos %eóricos

&ara toa /art"c#la en mo*imiento, o sea, 5#e a los tiem/os t 0 , t 1,....., t n oc#/a los /#ntos x 0 , x 1,....., x n res/ecti*amente, es /osible e+inir la *elocia meia e las mismas /ara #ninter*alo como:v m = (x i – x i-1 ) / (t i – t i-1 ) = Δx / Δt En otro oren, si tomamos el /#nto x i-1 lo más /ró9imo 5#e /oamos imaginar a x i

e+iniremos lo 5#e llamamos *elocia instantánea /ara el tiem/o t i : ;#e es el *alor e la/eniente e la recta tangente a la c#r*a x = f (t) /ara t = t i .

Como se sabe, en el caso e 5#e el mo*imiento sea rectil"neo con aceleración constante2!$ctrico e 10 /#lsaciones /or seg#no

• Desarrollo e la E9/eriencia

Aosamos #n /ar e cintas e /a/el, #na e las c#ales es carbónica, a #n carrito 5#eeamos caer sobre #n /lano inclinao. Al /asar las os cintas /or el *ibraor el>ctrico, en#na e ellas 5#earon im/resos los /#ntos res#ltantes e las /#lsaciones el *ibraor.$etiramos las cintas establecimos el x 0 , a /artir el c#al caa cinco /#ntos realizamos #nameición 6asta llegar al x 10 .

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TP Nº 5: E+!&)io #iem3!i#o )e & movimie!o .$(o

• F&)(me!o+ Te*"i#o+

i consieramos 5#e #na /art"c#la se m#e*e en #n /lano 2os imensiones4 es /osible

est#iar *ectorialmente s# mo*imiento /or meio e las com/onentes res/ecto a eescoorenaos /er/enic#lares 294 e los *ectores 5#e eterminan: /osición, *elocia aceleración.

s = 9 i J *ector /osición* = *9 i J * *ector *elociaa = a9 i J a *ector aceleración

Los com/onentes e los *ectores s, v a, e/enen en s# com/leia el mo*imiento sesim/li+ican c#ano >ste re*iste eterminaas caracter"sticas 5#e as" lo /ermiten, como ser aceleración constante, *elocia constante, etc. De ac#ero a lo ic6o, tomamos como

eem/lo #n mo*imiento acelerao en la irección My” *elocia constante en la irección x .i a s# *ez tomamos el /#nto 290, 04 como origen e coorenaas res#lta 90 = 0 = 0, aemás s#/onemos 5#e /arte el re/oso en la irección y , será v 0 = 0. En e+initi*a:

9 = *09 t = K a t

*9 = *09 * = a ta9 = 0 a = constante

• M(!e"i($e+ Em.$e()o+

Los materiales em/leaos en la e9/eriencia +#eron los sig#ientes:

&lano inclinaoBola e acero&a/el blanco&a/el carbónico&lata+orma inclinaa

• De+(""o$$o )e $( E0.e"ie#i(

Colocamos /a/el blanco en el /lano inclinao sobre este /a/el carbónico. L#ego #bicamosla bola e acero sobre la /lata+orma inclinaa la eamos caer, la bola eará im/resa s#

traectoria en el /a/el blanco gracias al /a/el carbónico. $etiramos la 6oa e /a/el blanco e+ect#amos el est#io cinemático el mo*imiento.

• A3$i+i+ 2 Di+#&+i* )e D(!o+

ITi/U-T1

Ti /U-T1

i/mm1

7i/mm1

(2i/mm8UT1

9(2/mm8UT1

@ @ 10 @ @ @

; ) @00 3@ @1,1 0,1

< 3 @10 1 @.77 0,@@@

4 ) @7 00 8 @,1 0,071

5 1 1 10 @3 @@,@ 0,0)

6 7 37 300 00 @@,@@ 0.0

FH = 0,1mm F = 0,1mm ai = . Ni i

Fa = F Ni. A ?9 = 10 mmtoo anal"tico

a = =i ai n = @.88 mm


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!>too grá+ico

Ane9o se enc#entra el gra+ico e ?= +2%4 realizao en 6oa milimetraa

Com/aración e res#ltaos

?i 2mm


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TP Nº 6 >BIS: C($#&$o )e (#e$e"(#i* )e $( ?"(ve)()

In+orme sobre cálc#lo e la aceleración e la gra*ea atra*>s e #n e5#i/o e baa +ricción.

&ara meir la aceleración eercia sobre el e5#i/o, se lo eberá 6acer /artir ese el re/oso

meir #na istancia H en #n inter*alo e tiem/o %.

H= K .a . % P a = 2H42%4

Generaa /or #n sensor e #ltrasonio. Los /#ntos marcaos en el meio e la gra+ica noserán tomaos en c#enta /ara los cálc#los.

Gra+ico I

T=1,7 seg.

X=1,55 m

t=0,2 seg.

X=0,15 m

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Los datos para el cálculo de la aceleració será o!teidos de la gra"ica


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Gra+ico

Gra+ico 3

#

t=1,$ seg.X=1,45m

t = 0,3 seg.X= 0,15 m

t = 0,4 seg.X = 0,15 m

t = 1,$ seg.X= 1,21 m


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A$!&"( A#e$e"(#i* m8+e?; /A1 Se /@1

3 cm @,@1 0,08

@ cm @,0@ 0,07

@1,1 cm. 0,) 0,01

Los áng#los #tilizaos /ara las meiciones se tomaron como el áng#lo +ormao ente el eeortogonal al /lano el ee ortogonal a la base el /lano inclinao.

El g sen Q ará #n *alor /ró9imo a la aceleración. &or esto i se realiza #na gra+ica e

aceleración en +#nción e en Q, la /eniente la recta mas a/ro9imaa a la gra+ica eberáar #n *alor cercano a g.

a4 Concl#sión:R Como se /#ee a/reciar, la recta e a/ro9imación no a el *alor e g, sino 5#e esta m#

istante, este es ebio a #n +actor 5#e no se 6a /oio ienti+icar, el c#al, genera estai+erencia entre los cálc#los realizaos los res#ltaos es/eraos.

b4 S;#> s#ceerá con la aceleración si la masa el sistema es el obleT La aceleración /ro#cia /or la +#erza e gra*ea no cambiara, a 5#e ic6a aceleraciónes consieraa constante.

$

%


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TP Nº 6 Sim&$(#i* )e movimie!o #i"#&$(" .o" +o'!("e

$ealizar /#ntos , ) 8 en el so+tUare e sim#lación e mo*imiento circ#lar, contestar las/reg#ntas corres/onientes. acar concl#siones.

nto : Analise en el mo*imiento circ#lar los *ectores mg, m.g.cosQ i, m.g.senQ , ', ?, a r

at S;#e *ariaciones se /ro#cenT acar concl#siones.!o*imiento circ#lar *ertical !o*imiento circ#lar en el /lanom.g # mo#lo irección sentio son

constantesConstante, no incie en el mo*imiento

m.g.cosQ iV !o#lo *ariable, sieno má9imo en el/#nto m"nimo m"nimo en el /#ntomá9imo

Constante, no incie en el mo*imiento

m.g.senQ VV !o#lo *ariable, sieno má9imo en los/#ntos 0( 0(

Constante, no incie en el mo*imiento

' !o#lo *ariable, má9imo en 0( m"nimoen /#nto nma9imo@80( irección 6aciacentro e c#r*at#ra, genera el mo*imientocirc#lar.

Constante, irección sentio: 6acia centroe c#r*at#ra

? ?ariable, tangencial al mo*imiento,a#menta en c#anto se acerca al /#nto einicio, ecrece al acercarse al /#ntomá9imo

Constante, tangencial al mo*imiento

ar ?ariable, e/ene el *alor e ' Constante

at De/ene el *alor e m.g.senQ !o#lo n#lo

Vieno el *ersor i corres/oniente al ee raialVVieno el ee tangencial

En consec#encia con los atos e*al#aos se /#ee ecir 5#e la aceleración, en s# com/onente raiale/ene el *alor e la normal si ic6o *alor *aria la com/onente tangencial e la aceleración tomara #n *alor

istinto e cero. En consec#encia con lo 5#e s#cee con la aceleración la *elocia *a a ser *ariable. #sentio mo#lo e/enerá e la /osición. El *ector 5#e e+ine la gra*ea es constante, sin embargo es la5#e genera la *ariación e la aceleración.

nto ): s el sim#laor cambiano los /arámetros e *elociainicial , e ser necesario, el áng#lo e /artia e la bola,

La *elocia e la es+era /ara 5#e lleg#e al /#nto más alto e la circ#n+erencia es e ms lanzaa ese #náng#lo e R0( 23)0(4.

nto 8:!o*imiento circ#lar 6orizontal:a4 S;#> /asa con la energ"a /otencial gra*itatoriaT

Es constante, a 5#e en ic6o mo*imiento no e9iste 6b4 S&or 5#> en este caso la energ"a cin>tica el sistema es constanteT

&or5#e no 6a #na cambio en el mo#lo e la *elocia tangencial.c4 SE9iste aceleración tangencialT X#sti+icar

'o e9iste aceleración tangencial, /#es el mo#lo e la *elocia tangencial es constante en too instanteel mo*imiento.

4 Seen coinciir los *alores e la energ"a cin>tica /otencial gra*itatoria el sistemaT X#sti+icar i, /or"an coinciir si el *alor n#m>rico e la alt#ra 2en metros4 sea @,8 *eces maor 5#e el *alor absol#to e la *elocia tangencial ele*aa al c#arao.

E/g= m.g.6 one 6 es la alt#ra el /lano al ni*el el mar Ec= K .m.2*t4

Ig#alano las os ec#aciones

m.g.6 = Ec= K .m.2*t4 2*t4

= K..8 ms .6

REs ecir el *alor n#m>rico e la alt#ra 2en metros4 ser a @,8 *eces maor 5#e el *alor absol#to e la *elocia tangencial ele*aa al c#arao.

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ANEO

CALCULOS

TP- Nº 4: Movimie!o "e#!i$%eo &i'o"meme!e v("i()o

H= Hi. ma9. J Hi min. ∆9 = Hi. ma9. R Hi min.

H= @@J @0 mm ∆9 = @@R @ mm

H= 3@J 30 mm ∆9 = 3@R @ mm

7@J1 70 mm ∆9 = 7@R1 @ mm

H= J 8 mm ∆9 = R @ mm

H= @)1J@)3 @))mm ∆9 = @)1R@)3 @mm

H= 0@J@ 00 mm ∆9 = 0@R@ @ mm

H= 78J77 7 mm ∆9 = 78R77 @ mm

H= 3)8J3)7 3) mm ∆9 = 3)8R3)7 @ mm

H= )3@J) )30 mm ∆9 = )3@R) @ mm

H= 1J1 18 mm ∆9 = 1R1 @ mm

?m= Hi Y Hi RR@ ∆?= ∆9 V ?m

ti Yti R @ 9i Y9i R @

?m= @0R0 @00mms ∆?= V@00 0 mms

0.@R0 @0R0

?m= 30R@0 00mms ∆?= V00 0 mms0.@ 30R@0

?m= 70R30 300mms ∆?= V300 0 mms

0.@ 70R30

?m= 8R70 380 mms ∆?= V380 0 mms

0.@ 8R70

?m= @))R8 )70 mms ∆?= V)70 0 mms

0.@ @))R8

?m= 00R@)) 170 mms ∆?= V170 0 mms

0.@ 00R@))

?m= 7R00 7) mms ∆?= V7) 0 mms

0.@ 7R00

?m= 3)R7 800 mms ∆?= V800 0 mms

0.@ 3)R7

?m= )30R3) 830 mms ∆?= V830 0 mms

0.@ )30R3)

?m= 18R)30 80 mms ∆?= V80 0 mms

0.@ 18R)30

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ε*= ∆9

HIRHI

ε*= 0. mms

@0R0

ε*= 0.@ mms

30R@0

ε*= 0.07 mms

70R30

ε*= 0.013 mms

8R70

ε*= 0.0)3 mms

@))R8

? 0.037 mms

00R@))

ε*= 0.03 mms

7R00

ε*= 0..01 mms

3)R7

ε*= 0.0) mms

)30R3)

ε*= 0.0 mms18R)30

a2t4= ∆? ?+ R?o

Ft t+ Y t0

a0R@= @[email protected]

=87.mmsa0R7= [email protected] =3@.@mms

0.@ 0.7

a0R= [email protected] =3.31mms

a0R= [email protected] =11.)mms

0. 0.

a0R3= [email protected] =1.17mms a0R8= [email protected] =8.3)mms

0.3 0.8

a0R)= [email protected] =)7.7mms a0R= [email protected] =0.)mms

0.) 0.

a0R1= )[email protected] [email protected])mms a0R@0= [email protected] =8.7mms

0.1 @

am= Σi ai

n

A= 287.J3.31J1.17J)[email protected])J3@.@J11.)J8.3)J0.)J8.74mms=7.3mms

@0

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CALCULOS

TP Nº 6BIS >C($#&$o )e (#e$e"(#i* )e $( ?"(ve)()

Gráfco 1

ΔX=1,55m – 0,15m= 1,3m

ΔT= 1,7 seg - 0,2seg=1,5 segGráfco 2

ΔX= 1,45m – 0,15m = 1,3m

ΔT = 1,9 seg -0,3seg = 1,6 seg

a= 2.(ΔX)/ ΔT2 = 2. 1,3m/ (1,6 seg)2 = 1,01 m/seg2

Gráfco 3

ΔX= 1,21m – 0,15m = 1,06m

ΔT = 1,9 seg – 0,4 seg = 1,5 seg

a= 2.(ΔX)/ ΔT2 = 2. 1,06m/ (1,5 seg)2 = 0,94 m/seg2

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Eercicio iáctico 'Z ): MEc#ación 6oraria[

Objetivo:a4 Com/rensión el gra+ico H *ers#s t.

b4 Constr#cción el ma/a el mo*imiento.


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8) SC#ál es la /osición c#ál es el !"a#i$ recorrio en t = 1 seg.T

La /osición es H= 3 m El es/acio recorrio es e 1, m.

%) Dib#ar en otro ma/a, meiante +lec6as los es/lazamientos sig#ientes:FH0,@ FH@, FH,3 FH0,3 FH1,8 FH,.

10) Dib#ar en H *ers#s t los corres/onientes FH Ft

11) SLos signos e los es/lazamientos FH e/enen o no el l#gar 2semiee /ositi*o onegati*o4 one tienen l#garT

Los signos e es/lazamiento e/enen el tiem/o a 5#e si el tiem/o es /ositi*o, la

/art"c#la retrocee

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12) SEl signo el es/lazamiento inica el sentio el es/lazamiento o el semiee en el5#e oc#rreT

El sentio e es/lazamiento.

13) S;#> signi+ica 5#e FH = 0Tigni+ica 5#e no 6a es/lazamiento.

Eercicio iáctico 'Z 1: MDes/lazamientos áreas[

&'tiv$ obtener la /osición calc#lano áreas.

nose con *elocia constantei+erente entro e caa inter*alo e tiem/o a, ', #, *, , f. El grá+ico 5#e se enc#entra acontin#ación es #na re/resentación e * *ers#s t.

@4 SEn 5#> inter*alo la *elocia es negati*aTEn el inter*alo f 2@,@ @,)46s

4 SEn ese inter*alo se alea o se acerca el origen e coorenaasTe acerca 2@,@ @,)4 6s.

34 SEn 5#> inter*alo la *elocia es má9imaT

En el inter*alo * 20,1 @,046s

)4 S;#> re/resenta el área el rectáng#lo sombreao aT$e/resenta el es/acio recorrio.

14 S;#> re/resenta el área geom>trica # T$e/resenta el es/acio recorrio.

74 SCómo obtener el es/lazamiento total entre t = 06 t = @6TCon la ec#aci^n 6oraria e !$< a/licaa en caa inter*alo se /#ee obtener eles/lazamiento total entre ese inter*alo e tiem/o.

4 El es/lazamiento entre @,@ 6 @,) 6 es /ositi*o o negati*oT

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@4Dib#ar #n ma/a el mo*imiento #bicar la /osicion el mo*il caa 0. 6.

@34 S;#> i+erencia 6a entre /osición, es/lazamiento es/acio recorrioT &osición: l#gar one se enc#entra el mó*il en #n eterminao instante.

Des/lazamiento: es/acio recorrio entre os /osiciones en +orma lineal.

Es/acio recorrio: es el área bao la c#r*a en el grá+ico ? *s. %.

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