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Practica 5: Cinemática del movimiento
unidimensional
Diego Fernández [email protected] – Felipe Rojas Arredondo [email protected] – Carlos
Amaya [email protected]
Abstracto — a través de la física es posible predecir el movimiento
de una partícula conociendo su velocidad, posición en un
determinado tiempo y su aceleración. Estos tres parámetros
describen el movimiento y según sus características se puede
estudiar con la finalidad de entender los fenómenos que
intervienen y de que depende.
I.

OBJETIVOS


Determinar la posición de un carro que se
mueve sobre un plano inclinado
Encontrar la velocidad instantánea a y la
velocidad media, para pequeños intervalos de
tiempo, en varios puntos de la trayectoria del
carro
Determinar la aceleración del carro
Determinar a aceleración gravitacional







II.
Materiales
Base y soporte pinza
Varilla metálica
Dos fotos sensores
Carril para carro
Placa metálica
Carro
regla

III.
4.
5.
6.
7.
8.
PROCEDIMIENTO
1. Sujete el plano de soporte. Eleve el plano de
modo tal que el plano quede inclinado. Mida
el ángulo de inclinación y su incertidumbre.
Expréselos en el encabezado de la tabla 1.
2. Póngale al carro la varilla metálica. Colóquelo
en la parte alta del plano inclinado. Elija un
sistema de referencia y respecto al exprese la
posición inicial de la varilla que está en el
carro en la tabla 1.
3. Sujete el foto sensores a sendas varillas guía.
Monte las varillas guía en el carril. Ponga a
funcionar el cronometro en modo “pulse”.
Coloque un detector lo más cerca posible de
la varilla de manera tal que el cronometro se
active inmediatamente el carro inicie el
movimiento. Coloque el segundo detector en
en una posición x. Tome el tiempo, t, que
demora la varilla que está en el carro en llegar
a esta posición. Exprese los valores de la x y t
en la tabla 1 y sus incertidumbres absolutas en
el encabezado de la misma tabla.
Cambie la posición x del segundo detector y
toe el tiempo para que la varilla llegue a esta
posición. Anote x y t en a tabla 1
Repita el paso anterior hasta completar la tala
1.
Cambie la varilla por la placa metálica. Mida el
ancho de la lámina, anote el valor y su
incertidumbre absoluta en el encabezado de
la tabla 2
Ponga a funcionar el cronometro en modo
“gate” y deje solo un detector pegado al
plano. Ubique este en la primera posición x a
la que le midió el tiempo (diferente de cero)
Suelte el carro y mida el tiempo que demora
la lámina en pasar frente al detector. Los
valores anótelos en la tabla 2. La
incertidumbre absoluta con el que se mide
anótelo en el encabezado de la tabla 2
IV.
DATOS
Los datos recolectados en el experimento fueron los
siguientes:
Tabla 1
t(s)
0
X
(cm)
2
0
0.678
7
70
0.738
3
80
0.69
2
60
0.520
0
50
0.430
5
40
t(s)
Δt = 0.0005
Vm(cm/
s)
Δx = 0.5cm
Δθ = 1°
Tabla 2
X(cm
)
t(s)
&t(s)
40
50
60
0.430
5
0.121
2
0.520
0
0.110
3
0.609
2
0.100
1
V.
70
80
0.678
7
0.094
0.738
3
0.088
x vs t
x(cm)
100
50
0
0,52
57.6
9
0,6092 0,6787
0,43
t(s)
Tabla 3
t(s)
0 0.430
5
0.52
0.609
2
0.678
7
0.738
3
v(cm/
s)
0 93.02
96.1
5
98.49
103.1
3
108.3
6
2. Con los datos de la tabla 2, encuentre la
velocidad media vm exprésela en la tabla 4
0.68
7
73.6
7
0.738
3
81.28
No, los valores de v y vm son diferentes y no se
espera que sean iguales debido a que se refieren
a términos diferentes. V es la velocidad en un
instante determinado por lo que se encuentra de
la siguiente manera:
𝑑
𝑡
En donde:
V = velocidad
d = distancia
t = tiempo
o se encuentra hallando la pendiente de la gráfica
de x vs t. por el otro lado en vm se encuentra la
velocidad promedio de un recorrido por lo que no
se calcula la velocidad en un punto determinado
si no que, en un intervalo, por lo tanto, se
encuentra de la siguiente manera:
𝑉𝑚 =
x(cm)
0.609
2
65.66
3. Para cada instante de tiempo, exceptuando
t=0, comprar los valores v de la tabla 3 con los
valores vm de la tabla 4. ¿Tienen la primera
cifra igual? ¿Espera que sean iguales?
ANALISIS
0,4305
0.52
𝑣=
1. Con los datos de la tabla 1 construya la gráfica
x vs t y busque la velocidad v, para los mismos
instantes que tiene la tabla 1. Anote los
valores de tiempo y sus velocidades en la tabla
3.
0
0 0.430
5
0 46.46
𝑑𝑒𝑠𝑝𝑙𝑎𝑧𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜
𝑡
4. En el mismo sistema de coordenadas
construya las gráficas v vs t con los datos de la
tabla 3, y vm vs t, con los datos de la tabla 4.
Para cada conjunto de puntos trace la línea
que mejor se ajuste. Exprese la ecuación que
encuentre en cada caso.
7. Compare (y analice) el valor promedio de la
aceleración, a, de la tabla 5 con los valores de
las constantes que escribió en las ecuaciones
de vm y de v.
v vs t
v(cm/s)
110
y = 3,766x + 88,532
100
90
80
0,4305
0,052
0,309
0,6787
0,7383
t(s)
Al observar los resultados no se encuentra una
relación muy existente, pero al analizar los resultados,
el valor de la constante encontrado en v debería ser
igual o muy similar a la aceleración promedio ya que
dicha constante hace referencia al cambio de
velocidad a través del tiempo por lo tanto es la
aceleración.
8. Calcule la aceleración gravitacional y su
incertidumbre
vm vs t
vm(cm/s)
100
g = 8.6 m/s
y = 8,562x + 39,266
50
9. Encuentre la discrepancia con el valor
encontrado para g con el valor bibliográfico
0
0,4305
0,52
0,609
0,687
0,738
La discrepancia es de 1.2m/s2
t(s)
VI.
CONCLUSIONES
V = 3.766x + 88.532
Vm = 8.562x + 39266
5. Compare la constante que encontró en la
ecuación de vm con la constante que encontró
de v. ¿Son iguales? ¿esperaría que lo fueran?
¿Qué significa?
Las dos son diferentes ya que la relación de v vs t
presenta una pendiente más prenunciada que la de vm
vs t. Que sean diferentes demuestra que la partícula
presenta una aceleración y que la velocidad no es
constante en todo el movimiento, por esta razón se
espera que los dos sean diferentes.
6. Aplique la ecuación 7 a los datos en la tabla 1
y encuentre la aceleración en cada uno de los
cinco intervalos. Exprese los valores de los
intervalos, las aceleraciones encontradas en la
tabla 5.
Interval
o
a(cm/s2
)
0-t2
0-t3
0-t4
0-t5
0-t6
216.0
7
184.
9
161.7
2
151.9
5
146.7
7
Al finalizar la práctica de laboratorio fue posible
concluir que la atracción gravitacional de la tierra
genera que los objetos al caer en un plano inclinado se
aceleren de manera constante a razón de 9.8 m/s2.
Además, la fuerza gravitacional afecta todas las
partículas cercanas a la tierra atrayéndolas hacia ella.
También mediante el procedimiento se logró concluir
que por medio de la física es posible predecir el
movimiento de un objeto, su velocidad y su
aceleración.
VII.
EVALUACION
Durante el procedimiento del laboratorio se
cometieron diferentes errores aleatorios y
sistemáticos que alteraron los resultados y no
permitieron que se diera un resultado exacto. Algunos
de esos errores están relacionados con la toma de
medidas debido a que lo instrumentos no eran muy
exactos, además, había datos que tenían que ser
leídos sin ningún tipo de instrumento por lo que los
datos se podrían malinterpretar.
VIII.
MEJORAS
Para lograr resultados más precisos y exactos es
necesario utilizar elementos más precisos que
reduzcan los errores.