I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”

CHICLAYO

LABORATORIO DE FÍSICA

QUINTO GRADO

I.E. “NUESTRA SEÑORA DEL ROSARIO”

CHICLAYO

Marco Teórico:

La Cinemática es la rama de la mecánica clásica que estudia las leyes del movimiento de

los cuerpos sin tener en cuenta las causas que lo producen, limitándose, esencialmente, al

estudio de la trayectoria en función del tiempo.

En la Cinemática se utiliza un sistema de coordenadas para describir las trayectorias,

denominado sistema de referencia. La velocidad es el ritmo con que cambia la posición

un cuerpo. La aceleración es el ritmo con que cambia su velocidad. La velocidad y la

aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia su posición

en función del tiempo.

Los elementos básicos de la Cinemática son: espacio, tiempo y móvil.

Espacio absoluto; es decir, un espacio anterior a todos los objetos materiales e

independientes de la existencia de estos. Este espacio es el escenario donde

ocurren todos los fenómenos físicos, y se supone que todas las leyes de la física se

cumplen rigurosamente en todas las regiones de ese espacio.

Tiempo absoluto que transcurre del mismo modo en todas las regiones del Universo

y que es independiente de la existencia de los objetos materiales y de la

ocurrencia de los fenómenos físicos.

Móvil más simple que podemos considerar es el punto material o partícula.

El movimiento trazado por una partícula lo mide un observador respecto a un sistema de

referencia. Desde el punto de vista matemático, la Cinemática expresa cómo varían las

coordenadas de posición de la partícula (o partículas) en función del tiempo. La función

que describe la trayectoria recorrida por el cuerpo (o partícula) depende de la velocidad

(la rapidez con la que cambia de posición un móvil) y de la aceleración (variación de la

velocidad respecto del tiempo).

Si la aceleración es nula, da lugar a un movimiento rectilíneo uniforme y la

velocidad permanece constante a lo largo del tiempo.

Si la aceleración es constante con igual dirección que la velocidad, da lugar al

movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y la velocidad variará a lo largo

del tiempo.

Si la aceleración es constante con dirección perpendicular a la velocidad, da

lugar al movimiento circular uniforme, donde el módulo de la velocidad es

constante, cambiando su dirección con el tiempo.

Cuando la aceleración es constante y está en el mismo plano que la velocidad y

la trayectoria, tenemos el caso del movimiento parabólico, donde la componente

de la velocidad en la dirección de la aceleración se comporta como un

movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, y la componente perpendicular

se comporta como un movimiento rectilíneo uniforme, generándose una

trayectoria parabólica al componer ambas.

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QUINTO GRADO

Cuando la aceleración es constante pero no está en el mismo plano que la

velocidad y la trayectoria, se observa el efecto de Coriolis.

En el movimiento armónico simple se tiene un movimiento periódico de vaivén,

como el del péndulo, en el cual un cuerpo oscila a un lado y a otro desde la

posición de equilibrio en una dirección determinada y en intervalos iguales de

tiempo. La aceleración y la velocidad son funciones, en este caso, sinusoidales del

tiempo.

APRENDIZAJE ESPERADO:

Interpreta el Principio de Interdependencia de Galileo Galilei en la combinación de dos

MRU haciendo uso de las TIC.

MARCO TEÓRICO:

MRU: Es rectilíneo cuando el móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su

velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula.

El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

Movimiento que se realiza sobre una línea recta.

Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.

La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.

Aceleración nula.

INSTRUCCIONES:

Realiza las tabulaciones completando los cuadros según los datos obtenidos en las

simulaciones.

Cambia los valores de la velocidad de la corriente y de la moto e inicia la simulación.

Observa el recorrido, trayectoria, velocidades después de un tiempo de 15 s.

I. CRUZANDO EL RÍO A FAVOR O EN CONTRA DE LA CORRIENTE

V. corriente (m/s) v. moto (m/s) θ VR ( m/s ) t (s) x (m) y ( m)

5 5

0º

10 15 149 0

5 10 15 15 225 0

10 5 15 15 225 0

-5 5 0 15 0 0

-10 5 5 15 -75 0

-10 15 5 15 75 0

Responde:

1. ¿Cómo se desplaza la moto respecto a las aguas del río?

Se desplaza a favor del rio de modo horizontal, excepto cuando la velocidad del

rio es negativa.

2. ¿Por qué la posición "y ( m) " es cero?

Porque el ángulo no tiene valor, osea que la proa tiene 0º, además de que su

desplazamiento es de forma horizontal y no cruza de forma vertical.

3. ¿Qué pasa cuando se aumenta la velocidad de la moto?

Va más rápido y la velocidad en “X” aumenta.

4. ¿Qué sucede cuando cambia la dirección de la corriente? ¿Cómo es el

desplazamiento de la moto?

La moto se le dificulta el avance a su dirección, el desplazamiento es difícil, ya que

tiene que luchar contra la corriente.

5. ¿Qué pasa cuando la moto viaja en dirección contraria a la corriente pero con la

misma rapidez?

Se queda estática (permanece en la misma posición) así pase el tiempo.

6. ¿Qué pasa cuando la velocidad de la corriente es mayor a la velocidad de la

moto y en sentido contrario a la moto?

Si la corriente tiene una velocidad mayor y en sentido contrario a la de la moto,

hace que la moto vaya en dirección de las aguas del rio.

7. Si aumentas la velocidad de la moto ¿Cómo es el espacio recorrido en función a

los anteriores?

El espacio recurrido es mucho mayor.

MARCO TEÓRICO:

Movimiento compuesto: en la práctica se presenta Con mucha frecuencia los

movimientos combinados. así por ejemplo:

Desde el borde de una mesa dejemos caer una esfera, indudablemente la esfera caerá

con movimiento variado y siguiendo la dirección de la vertical. Si por el contrario

colocamos la esfera antes del borde y lo impulsamos hacia adelante, observaremos en

primer plano que se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme si la mesa es horizontal (y

consideramos que no hay rozamiento). En segundo plano veremos que, al llegar al borde,

no cae en la dirección de la vertical sino un poco más delante de ella.

INDICACIÓN:

Cambia los valores de velocidad de la moto y de la corriente según el cuadro.

Cambia el ángulo de la proa. Haz funcionar la simulación. Observa trayectoria,

velocidades. -Completa cuadro

II. CRUZANDO EL RÍO PERPENDICULARMENTE

v. corriente (m/s) v. moto (m/s) θ vR (m/s) t (s) x (m) y (m)

5 5 90º 7.07 22.2 111 111

5 5 37º-38º 9.48 - 9.46 31.6 268.6 110.6

5 5 50º 9.06 27.7 221.6 110.8

5 5 63º 8.53 24.6 172.2 110.7

5 5 125º 7.07 22.2 111 111

Responde:

1. ¿Cómo es el desplazamiento de la moto cuando el ángulo es 90º?

Debido a la corriente el desplazamiento es diagonal

2. ¿Cómo es el desplazamiento en "x" e "y" y el tiempo cuando el ángulo el 37º - 38º?

El desplazamiento en “x” es 126 y en “Y” es 52 cuando el tiempo es 15.

3. ¿Cómo es el desplazamiento en "x" e "y" y el tiempo cuando el ángulo aumenta

(50º y 63º)?

El desplazamiento cuando es 50º en “x” es 120 y en “y” 60, y cuando es 63º en “x”

es 105 y en “y” 67.5 y el tiempo es el mismo.

4. ¿Cómo debería ser el ángulo para qué el espacio desviado por la corriente

disminuya?

165º o 170º

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APRENDIZAJE ESPERADO:

Interpreta el Principio de Interdependencia de Galileo Galilei en la combinación de MRU

Y MRUV haciendo uso de simuladores.

MARCO TEORICO:

PRINCIPIO DE INDEPENDENCIA DE LOS MOVIMIENTOS: Fue anunciado por Galileo Galilei,

y establece que:"los movimientos componentes en un movimiento compuesto, se

desarrollan independientemente uno de otro, es decir. el desarrollo de un, movimiento

no se ve alterado por la aparición de otro en forma simultánea."

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QUINTO GRADO

PROCEDIMIENTO:

Realiza las tabulaciones completando los cuadros según los datos obtenidos en las

simulaciones.

I. TIRO HORIZONTAL

ALTURA

(m)

Vo

(m/s)

Vx

(m/s)

Vyo

(m/s)

Vyf

(m/s)

Vf

(m/s)

x y t

5 10 10 0 -10.29 10 10.102 0 1.01

10 10 10 0 -14.21 10 14.286 0 1.429

15 10 10 0 -17.15 10 17.496 0 1.75

5 20 20 0 -10.29 20 20.203 0 1.01

10 20 20 0 -14.21 20 28.571 0 1.429

15 20 20 0 -17.15 20 34.993 0 1.79

CUESTIONARIO:

RESPONDE:

1. ¿Cómo es el espacio horizontal y el tiempo cuando la Vo es 10 m/s y la altura es 5, 10 y

15 m?

Altura 5: EH: 10.1m

Altura 10: EH: 14.29m

Altura 15: EH: 17.5m

2. Compara la Vyf cuando la Vo es 10m/s y 20 m/s y la altura es 5 y 10 m. Fundamenta.

Si la altura es la misma en este caso: 5m. aunque la velocidad inicial varíe ya sea

10 o 20 m/s la VyF sera la misma: -10.29.

Y lo mismo sucede con la altura 10m y las velociades inciales 10 o 20m/s ya que su

VyF es el mismo: -14.21.

II. TIRO PARABÓLICO

ANGULO Vo

(m/s)

Vx

(m/s)

Vyo

(m/s)

Vyf

(m/s)

H x y T

25 10 9.06 4.23 -4.23 0.911 7.817 0 0.862

10 10 9.85 1.74 -1.74 0.154 3.49 0 0.354

15 10 9.66 2.59 -2.59 0.342 5.102 0 0.528

25 20 18.13 8.45 -8.45 3.645 31.267 0 1.725

10 20 19.7 3.47 -3.47 0.615 13.96 0 0.709

15 20 19.32 5.18 -5.18 1.367 20.408 0 1.056

CUESTIONARIO:

1. ¿Cómo es la altura máxima y el desplazamiento cuando la Vo es 10 m/s y 20 m/s y el

ángulo se mantiene igual?

Cunado la velocidad inicial aumenta pero se sigue manteniendo el mismo ángulo la

altura maxima incrementa, es mayor

2. Compara la altura máxima , espacio horizontal y tiempo cuando la Vo es 10 m/s y el

ángulo de elevación es 37º, 45º , 53º y 60º.

Mientras el ángulo es mayor y el tiempo es el mismo la altura máxima va disminuyendo Cuando 37°, Hm1.848 Eh 18.22 T1.228

Cuando 45° Hm 2.55 1 Eh10.20 T1.443

Cuando 53° Hm 3.254 Eh 9.8126 T1.63

Cuando 60°Hm 3.827 Eh 8.835 T1.767

3.¿Cómo influye el ángulo en el desplazamiento horizontal y altura en el lanzamiento de

un proyectil?

El ángulo influye enormemente tanto en el desplazamiento como en la altura del

lanzamiento, pues debido a este se puede determinar cuanta distancia o como a

recorrido un proyectil

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CAPACIDAD DE ÁREA: INDAGACIÓN Y EXPERIMENTACIÓN

APRENDIZAJE ESPERADO:

Diferenciar la caída libre de los cuerpos de la caída vertical.

Los siguientes applest de java te permitirán comprender cómo es la caída de los

cuerpos en el aire y en el vacío. Puedes cambiar masas, formas, densidades.

MARCO TEÓRICO:

La caída libre es el movimiento en que solo actúa el peso del cuerpo .Eso lo demostró

Galileo al dejar caer desde la torre de Pisa dos esfera una que pesaba mas que la otra y

las dos cayeron juntas

Solo la caída libre se da en el vacío salvo fue la torre de Pisa

La caída libre vertical para alturas pequeñas viene a ser un MRUV y se cumplen sus

mismas leyes

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QUINTO GRADO

CAIDA VERTICAL DE LOS CUERPOS

Observa las gráficas del movimiento. Anota los tiempos. ¿Cuál llegará antes al suelo? ¿El

más pesado? ¿Depende de su forma? ¿De su densidad? ¿O todos caen al mismo

tiempos?

- Cambia la masa y la forma de los cuerpos y observa su caída. Mantener la

densidad constante D = 1 kg/m3

Masa Formas / tiempos

Esférica Apuntada Plana

1 kg 1.6 1.2 1.8

2,5 kg 1.2 1.05 1.3

3 kg 1.15 1 1.25

5 kg 1.05 1 1.1

- Deja caer los cuerpos cambiando de masa , forma y densidad del medio

Densidad Masa Formas / tiempos

Esférica Apuntada Plana

1,2 kg/m3

1 kg

1.7 1.25 1.95

1,65 kg/m3 1.95 1.4 2.25

2,25 kg/m3 2.2 1.55 2.6

2,55 kg/m3 2 kg 1.75 1.3 2

2,85 kg/m3 1 kg 2.45 1.65 2.9

3 kg/m3 5 kg 1.35 1.1 1.5

Responde:

1. ¿Qué cuerpos caen más rápido en un medio de igual densidad?

Los objetos qie tienen forma apuntada o con filo puntudo

2. ¿De qué depende la caída vertical de los cuerpos?

De la gravedad, densidad, peso y forma de los cuerpos.

3. ¿Cómo es la caída de los cuerpos de diferente forma , igual masa en un medio de

distinta densidad?

Es distinta, ya que las formas de los objetos varian y la fuerza de atracción es de

diferente magnitud asi que el modo de atracción es distinta.

4. Si aumentamos la densidad y la masa de los cuerpos , el tiempo empleado es

(menor – igual – mayor)

Es Igual

5. A mayor densidad , igual masa , el tiempo empleado es ( menor – igual – mayor)

Es Mayor

6. Conclusiones:

En el vacío todos los cuerpos caen de la misma manera, por lo que sin importar el

peso que tengan dos cuerpos que dejen caer al mismo tiempo, y desde la misma

altura llegarán al suelo de manera simultánea y quizá de tiempo distinto, ya que

importa mucho la forma del objeto para que este se sienta mas atraido a la

superficie terrestre.

Guía Nº 01:

El movimiento de la moto es la composición de los movimientos de avance y

arrastre

El movimiento resultante es constante, porque el movimiento de la moto y el rio lo

son.

El tiempo que demora la moto en cruzar el río depende de la velocidad que este

último tenga.

Guía Nº 02:

Mientras el ángulo de la proa es mayor, el desplazamiento disminuye y por ende el

tiempo también.

Angulo mayor, más rapidez, en comparación con el ángulo menor.

A mayor ángulo la velocidad resultante disminuye

Cuando el ángulo es recto los componentes “x” & “y” son iguales

Guía Nº 03:

Los ángulos juegan un papel muy importante, para calcular el desplazamiento,

altura y tiempo.

La Vyo de tiro horizontal es cero porque cae de altura.

Para el tiro parabólico el componente en “y” es cero

La Vyo es el opuesto de la Vyf

La altura máxima del tiro parabólico depende del ángulo y de la velocidad inicial

Guía Nº 04:

En conclusión, todos los cuerpos, ya sean grandes o pequeños, en ausencia de

fricción, caen a la tierra con la misma aceleración.

Esta se produce sobre los cuerpos con caída libre un movimiento uniformemente

variado, por lo que su velocidad aumenta en forma constante, mientras que la

aceleración permanece constante.