PRACTICA DE LABORATORIO N° 2

MOVIMIENTO RECTILINIO UNIFORMEMENTE VARIADO Y CAIDA LIBRE

i. OBJETIBOS Establecer cuáles son las características del movimiento rectilíneo con aceleración

constante Determinar experimentalmente las relaciones matemáticas que expresan la posición,

velocidad y aceleración de un móvil en función de un tiempo.

ii. FUNDAMENTO TEORICOEl MRU, como su propio nombre indica, tiene una aceleración constante, cuyas relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son:

a ( t )=a= Fm

=d2 xd t2

La velocidad V para un instante t dado:v (t )=at+v0

Finalmente la posición x en función del tiempo se expresa por:

x (t )=12at 2+v0 t+ x0

Velocidad Media.-

v⃗med− x=x2−x1

t 2−t 1=∆ x∆ t

Aceleración Media.- La aceleración media se la partícula o móvil se mueve se un punto P hasta un punto Q (ver figura 1) se define como la razón de cambio de la velocidad al tiempo transcurrido:

a⃗med− x=v2x−v1x

t 2−t 1=∆v x∆ t

Donde t1y t2 son los tiempos correspondientes a las velocidades v1 y v2.La aceleración media entre t1 y t2 es igual a la pendiente de la cuerda PA.

Aceleración Instantánea.- es la aceleración en cierto instante, o en determinado punto de su trayectoria.

a⃗x= lim∆ t→0

∆vx∆t

=d vxdt

En un momento uniformemente acelerado el valor de la aceleración instantánea coincide con el de la aceleración media.

iii. EQUIPOS Y MATERIALES Computadora personal Programa Data Studio instalado Interface Science Workop 500 Sensor de Movimiento Lineal (CI-6742) Sensor de fuerza (C1-6537) Móvil PASCAR (ME-6950) Carril de aluminio Tope magnético Polea Hilo negro Set de masas (ME-8967) Balanza Analogía

iv. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

PRIMERA ACTIVIDAD (MRUV)

Procedimiento para configuración de equipos y accesoriosa) Verifique la conexión y estado de la fuente de alimentación de la interface, instale

los sensores de fuerza y movimiento, luego genere gráficos para cada uno de los parámetros medido a por el sensor (aceleración, velocidad y posición) Fuerza (tención).

b) Realizar el montaje del conjunto de accesorios (carro, carril, cuerda, polea, pesos y tope) a fin de ejecutar la actividad.

c) Después de haber ejecutado la actividad tres veces, guarde sus datos.

SEGUNA CTIVIDAD (Caída Libre)

La aceleración de un cuerpo de caída libre se denomina la aceleración debido a la gravedad y se representa con la letra g, en la superficie terrestre o cerca de ella a nivel del mar es aproximadamente:

g=9.8m /s2ó32 pies /s2

De manera gráfica, la gravedad se puede relacionar como la variación de la velocidad en relación a tiempo empleado, es decir la pendiente de la gráfica.Si los intervalos de tiempos fuesen todos iguales, el valor de la pendiente de los gráficos V versus T serían los mismos pero como el movimiento no es uniforme esta hipótesis no se cumple.

Cuadro N 01: Datos inerciales del experimentoEvento 1 2 3

Masa o peso total del móvil que se

desplaza

863.5 863.5 863.5

Masa suspendida 45g 65g 115gAngulo (opcional) 0 0 0

v. CUESTIONARIO1. Adjunte los gráficos de velocidad vs tiempo, de todas las actividades identificando

su velocidad media y aceleración media respectivamente.2. Adjunte los gráficos de aceleración vs tiempo de todas las actividades identificando

la media de la aceleración.3. Estime el promedio de aceleración de las preguntas 1 y 2 anteriores para cada

evento.4. Con el grafico de la velocidad vs tiempo y los resultados dela aceleración de la

pregunta 3, determine la distancia total recorrida, empleando la ecuación 3.5. Obtenga el desplazamiento total del móvil, considerando el grafico de velocidad vs

tiempo mediante el área bajo la curva. (Adjunte el gráfico) y determine el error relativo porcentual de las distancias comparando estos con los resultados de la pregunta 4.

6. Obtenga la ecuación cuadrática del Data Studio para cada evento de la velocidad vs tiempo; a partir de ello determine la aceleración y el desplazamiento para un tiempo t=0.5s.

7. Con los datos del cuadros 1 y empleando la dinámica determine la aceleración del sistema para cada evento y determine el error relativo porcentual comparados con los resultados de la pregunta 3.

8. Adjunte el grafico de gravedad que mejor se aproxime al valor teórico para Puno.9. Obtenga el promedio de 5 pendientes para la gravedad de los resultados de caída

libre realizados.10. Determine el error relativo porcentual con los datos de la pendiente obtenida en la

pregunta 8 y el valor teórico de la gravedad para Puno.