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República Bolivariana de Venezuela
Universidad Fermín Toro
Cabudare – Edo. Lara
Laboratório de Física I
Práctica Nº 3
MODULO II MECANICA
CINEMATICA
Alumnos:
Luis A. Sánchez R.
CI: 21.143.702
Profesora
Andreina Lugo
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Introducción
La física, la más fundamental de las ciencias, tiene como objetos de
estudio los principios básicos del universo.
Es el cimiento sobre el cual se basan las otras ciencias, astronómicas,
biología, química y geología. La belleza de la física subyace en la
simplicidad de las teorías físicas básicas y en la forma en la que solo un
pequeño número de conceptos esenciales, ecuaciones y suposiciones
pueden alterar y expandir la visión del mundo.
Toda la física puede dividirse en cinco áreas principales:
1. Mecánica clásica, la cual concierne al movimiento simple de los objetos
que son grandes en comparación con átomos y se mueven con rapidez
mucho mejor que la de la luz.
2. Relatividad, que es una teoría que describe a los objetos que se mueven
en cualquier rapidez, incluso con rapidez que se acerca a la de la luz.
3. Termodinámica, la cual trata del calo, trabajo, temperatura y del
comportamiento estadístico de un gran número de partículas.
4. Electromagnetismo, relacionado con la electricidad, magnetismo y
campos electromagnéticos.
5. Mecánica quántica, una colección de teorías relacionadas con el
comportamiento de la materia a niveles tanto micro como
microscópicos.
El siguiente Informe tiene como finalidad corroborar de forma práctica la
teoría de la Cinemática, es decir, determinar las velocidades y
aceleraciones de una serie de actividades para interpretar físicamente los
datos obtenidos, al igual que describir los movimientos efectuados por los
deslizadores, utilizando para ello:
Pista Lineal de aire de 190 cm. De longitud.
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Sopladora (aspiradora invertida)
2 Sensores de tiempo.
Cronometro.
Deslizadores.
Para de esta forma obtener los datos necesarios para que sean
graficados en papel milimetrado y logarítmico.
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Actividad N° 1
Movimiento Rectilíneo Uniforme
TABLA N° 01
Distancias d1 d2 d3 d4 d5
(cm)
t(s) 30 40 50 60 70
t1 0,26 0,35 0,43 0,51 0,62
t2 0,28 0,36 0,44 0,54 0,56
t3 0,26 0,35 0,45 0,53 0,56
t4 0,28 0,37 0,43 0,47 0,62
T 0,27 0,35 0,43 0,51 0,59
1. ¿Qué obtendría al representar en papel milimetrado los valores
anotados en la tabla N°01?
Una recta, la cual representaría la velocidad
2. ¿Qué indica lo anteriormente señalado?
Que, es un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U), ya que un
cuerpo que se desplaza con este tipo de movimiento recorre la misma
distancia en intervalos de tiempo iguales, y esto es lo que se puede
observar en los datos de la tabla.
3. Obtendrá los mismos resultados si la pista no hubiese estado
completamente nivelada?
No, ya que al existir cierto ángulo de inclinación la velocidad tendría una
variación y dejaría de ser constante
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Grafico N° 1. Distancia – tiempo promedio (d vs t)
Utilizando los valores obtenidos y anotados en la tabla N° 1. Grafique en
papel milimetrado (d vs t)
¿Qué forma tiene la gráfica?
Una Recta de la forma; Y = mx + b
¿Qué magnitud física representa la pendiente en el grafico N° 1.
Explique?
La velocidad m = v
¿Pasa el grafico N° 1 por el origen. Explique?
No, ya que al calcular el valor de b, es decir, en el momento cuando X
= 0 el resultado es b= -3,75. Lo que indica que la recta corta al eje Y en
el punto (0; -3,75)
¿Cuál es la ecuación que rige el movimiento estudiado?
Y = mx + b → Y= m(t) + b
d = V x t + 0
Siendo la pendiente:
V = df - di → d(t) = 125t
tf - ti
¿Qué información nos da esta ecuación con respecto al movimiento que
se esta analizando?
Nos indica que la distancia y el tiempo son directamente proporcionales
a medida que se incrementa t se incrementara d.
Calcule la pendiente (m) y la ordenada en el origen, por el método de
los mínimos cuadrados.
m= 125 cm/seg
b = -3,75 cm
Dibuje en el mismo papel del gráfico N° 1 esta recta y compare con la
recta que obtuvo al representar los valores de la tabla N° 1.
Saque las conclusiones generales de esta primera actividad
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Conclusión Actividad N° 1
Se reafirma la teoría del M.R.U. en donde se menciona que un
cuerpo que se desplaza con este tipo de movimiento recorre la misma
distancia en intervalos de tiempo iguales, velocidad constante.
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Actividad N° 2
I. Angulo constante y distancia variable (=3°)
Distancia variable (d1=30 cm, d2=40 cm, d3=50 cm, etc.)
TABLA N° 02
Angulo constante para cada distancia: α =3º
Distancias d1 d2 d3 d4 d5
30 40 50 60 70
(cm) t(s)
t1 0,17 0,27 0,39 0,53 0,70
t2 0,20 0,34 0,41 0,62 0,68
t3 0,20 0,30 0,36 0,64 0,75
t4 0,17 0,29 0,41 0,64 0,76
T 0,18 0,30 0,39 0,60 0,72
Incline levemente la pista, aproximadamente 3°
¿Cuál es el objeto de esta inclinación?
Confirmar que al existir um ângulo de inclinación la velocidad deja de
ser constante.
El ángulo de 3° lo puede determinar con el goniómetro?
Si se puede determinar con el goniómetro, ya que es un instrumento de
medición con forma de semicírculo o círculo graduado en 180º o 360º,
que se utiliza para medir o construir ángulos.
¿De que otra manera puede determinar que la inclinación de la pista
sea de 3°?
Sen θ = h/l → θ = Sen-1 h/l
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Hágalo y compare con el ángulo obtenido con el goniómetro?
θ = Sen-1 4 cm/70 cm
θ = 3,2º
a) ¿Existe alguna diferencia?
Si muy mínima pero, existe.
b) ¿En qué caso hay mayor exactitud?
Existe mayor exactitud calculando el ángulo según la formula
indicada anteriormente.
Grafico N° 2 Movimiento Uniformemente Acelerado
Angulo de inclinación de la pista ______3º_______
Grafique d vs t primeramente en papel milimetrado y de acuerdo al tipo
de grafica rectifique en el papel correspondiente
¿Qué forma tiene el gráfico?
Una curva.
¿Esperaba este resultado? ¿Por qué?
Si se esperaba ese resultado, ya que, al existir un ángulo de inclinación
la velocidad deja de ser constante y por ende el movimiento pasa a ser
M.U.A, y esta gráfica es típica de este tipo de movimientos.
¿Pasa gráfico por el origen? ¿Por qué?
No, ya que al calcular el valor de b, es decir, en el momento cuando X
= 0, el resultado es b= 18,79. Lo que indica que la recta corta al eje Y
en el punto (0; 18,79)
De lo anterior se pide:
Calcule la pendiente “m”
m=71,25 cm/seg
Obtenga la ordenada para t= 1 seg.
Y=52,46 cm
Obtenga el intercepto “b”
b= 18,79
¿Qué significa la pendiente de este gráfico?
Representa la velocidad
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Obtenga la ecuación que rige el movimiento estudiado y presentado
en el gráfico Nº 2. Explique?
Y= Kxm → d=v.t
LogY= Log.K + Mlo.X
d= ktm
Con los datos de la tabla Nº 2, y usando las ecuaciones correspondientes
para el cálculo de la aceleración, complete la tabla Nº 3
TABLA N° 03
Aceleración en función de: a=d/t2
d/t2 d1=30
t12=0,03
d2=40
t22=0,09
d3=50
t32=0,15
d4=60
t42=0,36
d5=70
t52=0,51
a cm/s2 cm/s2 cm/s2 cm/s2 cm/s2
a1 3000 1142 666,66 428,57 285,71
a2 1500 727 625 315 304,34
a3 1500 666,66 833,33 300 250
a4 3000 500 625 300 245,61
a 2250 758,91 687,49 335,89 271,41
Gráfico Nº 3
Grafique aceleración y tiempo
Qué forma tiene el grafico?
Una Curva
¿Esperaba este resultado? ¿Por qué?
Si, porque esta gráfica es típica de este tipo de movimientos M.R.U.A
II. Estudio del movimiento uniformemente acelerado manteniendo: la
distancia constante variando el ángulo de inclinación de la pista.
(70 cm)
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TABLA N° 04
θ θ4 =5º θ5 =10º θ6 =15º θ7 =20º
t1 0,69 0,71 0,54 0,59
t2 0,68 0,68 0,56 0,56
t3 0,69 0,66 0,55 0,62
t4 0,70 0,64 0,53 0,60
T 0,69 0,67 0,54 0,59
Con los datos de la tabla Nº 4 complete la tabla Nº 5
TABLA N° 05
t(seg) d(cm) V m/seg h=L.sen θ (cm) a(cm/seg2)
t1=0,69 101,44 6,09 297,87
t2=0,67 104,47 12,15 318,18
t3=0,54 129,62 18,11 482,75
t4=0,59 118,64 23,94 411,76
Gráfico Nº 4
Grafique (d vs t) tomando los datos de la tabla Nº 5, use las ecuaciones
correspondientes
¿Qué forma tiene el gráfico?
Una Recta
¿Esperaba este resultado? ¿Por qué?
Si, ya que la distancia es constante, solo varia el tiempo.
Gráfico Nº 5
Grafique (a vs t), use ecuaciones correspondientes
¿Qué forma tiene el gráfico?
Una recta
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¿Esperaba este resultado? ¿Por qué?
Si ya que según los valores la aceleración disminuyó en igual proporción
en cada intervalo de tiempo
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Conclusiones
En esta práctica se cumplió el objetivo fijado, se calcularon velocidades
y aceleraciones, se realizó la interpretación física de los datos, se
describieron los movimientos efectuados por los deslizadores y se
realizaron las gráficas referentes a cada movimiento.
Se confirmó que lo que dice la teoría se cumple en la práctica. Tomado
en cuenta que en toda medición, hay un error, por más mínimo que sea
Esencialmente, se estudió de la trayectoria en función del tiempo. En
consecuencia, los conceptos básicos de la cinemática son el tiempo,
conjunto de todos los instantes posibles, y el espacio, conjunto de todas las
posiciones posibles.
De igual forma se confirmó que en la cinemática existe un caso especial
de geometría diferencial de curvas, en el que todas las curvas se
parametrizan de la misma forma: con el tiempo.
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