57487199 Reporte de Fisica Basica 3

8/4/2019 57487199 Reporte de Fisica Basica 3

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Practica de laboratorio 3.

MECANICA.

MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE VARIADO Y TIRO PARABOLICO.

MARCO TEORICO:

La cinemtica es una rama de la mecnica que estudia el movimiento de los cuerpos sin

importar la causa que lo produce. Considerando un sistema de referencia cartesiano y un

cronometro un observador situado en el origen de su sistema de referencia define ciertas

cantidades cinemticas bsicas de inters como son: la posicin, el desplazamiento, la

velocidad media, la velocidad instantnea, la aceleracin media y la aceleracin instantnea,

con ellas por el momento nos es suficiente para estudiar el movimiento de los cuerpos baja la

accin de la fuerzas.

Considerando el caso especial, de un movimiento en un lnea recta o en una dimensin, en que

la aceleracin instantnea es una constante, /a dv dt ! o sea la medida de la razn del cambio

de la velocidad en el tiempo es uniforme, se dice que el movimiento es uniformemente

variado, y dadas las condiciones iniciales para0

0t ! s la velocidad inicial es0

v x y su posicin

es0

x . La posicin y velocidad en un tiempo t, son:

2

0 0

1... 1

2x x

x x v a t ec!

0... 2

x xv v a t ec!

En el caso que

00x m! Y

00 /

xv m s!

21

2x

x a t ! Y xv a t! t (tiempo) en segundos.

Entonces si se realiza un anlisis grafico; el grafico posicin-tiempo debera de comportarse

como una ecuacin de segundo orden en el tiempo que grficamente significa una parbola

mientras que un grafico velocidad-tiempo predice relacin lineal entre ambas variables o sea

una recta, de lo anterior podemos concluir que el movimiento es uniformevariado.

Cuando la esfera llega al borde de la mesa, la esfera experimenta una cada libre en un

movimiento en dos dimensiones (x, y) (depreciando la accin del aire y solo considerando laatraccin de la tierra), no experimenta aceleracin la accin del aire y solo considerando el

movimiento es uniforme, su velocidad es constante:

0x xv v! ! Constante su posicin en x est dada por:

0x x v t ! ec.3

v

0

x

x


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En el eje de las y la esfera experimenta una aceleracin constante g hacia abajo siendo su

posicin:

2

0

1

2y

y v t gt ! ec.4

Considerando el ngulo de inclinacin del plano muy pequeo se puede despreciar lavelocidad inicial en la direccin y y solo considerar la velocidad inicial en la direccin del eje

x de donde.

21

2y gt! ec.5

Superponiendo ambos movimientos (o combinando ambos movimientos), se hace esto,

despejado t de la ec.3 e introducindola en el ec.5

2 2

0( / 2 )

xy g v x! ec.6

La ecuacin anterior nos informa que la trayectoria que sigue la esfera a medida que cae tiene

una trayectoria de tipo parablica. Ahora si se conoce la altura del borde de la mesa al piso, y

bajo un anlisis grafico conocer, la velocidad de salida se puede predecir a qu distancia

horizontal cayo la esfera del borde de la mesa al chocar en el piso.


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DISEO EXPERIMENTAL.

Se representa un movimiento parablico en un sistema mecnico que debe forma una fuerza o

impacto resultante total a cero. Encontrando la distancia en que la esfera cae hacia el piso.

Equipo:

y Una esferay Un regla mtrica de 1 metro.y Un cronometr.y Una cinta de papel de 2 metros de largo y un pedazo de cinta adhesiva.y Un trozo de papel manila y un papel pasante.

Magnitudes fsicas a medir:

y La posicin x de la esfera, respecto a un punto de referencia arbitrariamenteescogido.

y El tiempo t que tarda la esfera en llegar a la posicin Xy La altura h del piso a borde de la mesa y el recorrido horizontal.y La distancia l que cae en el piso desde el borde de la mesa.

Desarrollo experimenta:

y Levantar la mesa de trabajo con un par de trozos de madera formando as un planoinclinado.

y Seleccionar un sistema de referencia, para medir la posicin x, en una cinta de papel,que sirva como riel. Con su regla mtrica, seale distintas posiciones, separadas por

ejemplo 25 cms.

y A partir del reposo0

0.0 /v m s! , deje en libertad la esfera desde la posicin

00.0 x cm! y mida unas cuatro veces el tiempo que tarde en alcanzar la posicin X.

y Repita lo anterior unas 7 veces, variando la posicin.y Por ltimo deje caer la esfera desde el inicio de su movimiento hasta el piso, observe

por donde cae y coloque un papel manila y sobe el papel un papel pasante, considere

un sistema de referencia y deje caer la pelota unas cuatro veces sobre el papel,

obtendr una serie de puntos (distancia l, fig.) y uno de los objetivos es predecir esta

distancia en base al estudio del tipo parablico.

x

h

l


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RESULTADOS.

Primera parte.

Distancia recorrida en metros, tiempo empleado por la esfera en segundos.

RESULTADOS (tabla 1.)

N , ( )x m 1, ( )t s

2, ( )t s

3, ( )t s

4, ( )t s

1 0.25 2.19 2.34 2.55 2.40

2 0.50 3.22 2.94 3.04 2.903 0.75 3.55 3.68 3.74 3.71

4 1.00 4.14 4.20 4.02 4.075 1.25 4.52 4.64 4.71 4.60

6 1.50 4.98 5.11 5.05 5.037 1.75 5.52 5.43 5.47 5.40

Segunda parte.

Considerar una medida y un tiempo arbitrario.

__0.60 ______ __0.01_____

___ 3.09 _____ ___1 ____

x cm

t s s

! s

! s

Tercera parte.

Calcular los valores de tiempo y desplazamiento de la esfera, para encontrar la distancia de

cada de la mesa hacia el piso.

.prueba . x desplazamiento!

1 0.958 16.72 0.958 16.8

3 0.958 14.3

Cuarta parte.

Calcular el ngulo de depresin con respecto de la mesa hacia el momento en que la esfera

cae al piso.

Nota. Todas las mediadas estn dadas en metros.

. x desplaza iento!

0.958h !

0.958h !


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DIAGRAMADELDISEOEXPERIMENTAL.

CALCULO:

Para encontrar z para encontrar el ngulo.

1

1

1

1

0

sin

1.017 0.958sin

1.792

0.032sin

1.792

sin 0.0178

1.023

H h

x

U

!

!

!

!

!

01.023U !1.017

Mesah ! 0.985

mesah !

1.7922z !

0.985mesa

h !

1.792x !

1.792x !

1.7922z !

2 2 2

2 2 2

2 2

( ) ( )

(0.032) (1.792)

(0.032) (1.792)

3.212288

1.7922

z x h

z

z

z

z

!

!

!

!

!


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DISCUSION DE RESULTADO

El movimiento uniforme variado y tiro parablico se especifica completamente mediante una

magnitud y una direccin.

Para este trabajo los datos se dan mediante el sistema internacional de mediadas (SI),

convirtiendo los tiempos en segundos y las distancias en metros, para este reporte de

laboratorio de experimentaron con una esfera sobre un plano de depresin seobservaron

tiempos y desplazamiento del objeto, se observo que en el objeto tomaba en cada intervalo de

tiempo una velocidad pero no una aceleracin, la fuerza de gravitacional mantena el objeto

sobre la mesa y la fuerza de presin del aire hacia que el objeto comenzara a moverse, se

observo que entre ms distancia la velocidad aumentaba teniendo un vector tiempo-

desplazamiento, para poder determinar el Angulo de inclinacin del plano de la mesa se tomo

un sistema matemtico que se basaba en una formula trigonomtrica de la identidad seno,

para eso utilizamos las medidas de la mesa en sus dos alturas y luego la distancia de la mesa,

teniendo estos datos se esquematizo un triangulo rectngulo y con el teorema de Pitgorasencontramos la distancia inclinada de la mesa para el objeto la rapidez y la direccin de el

objeto fueron constantes, el movimiento se dejo en lnea recta entonces el movimiento se dio

a una velocidad constante.


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OBJETIVOS.

y Estudiar por medio de un anlisis grafico la cinemtica del movimiento de una esfera,que rueda sin resbalar sobre un plano inclinado.

y Mostrar que este movimiento, es un movimiento uniformemente variado.y Predecir la distancia horizontal respecto del borde de la mesa al llegar la esfera al piso

y comparar con su mediad experimental.

HIPOTESIS

El movimiento uniformemente variado, analizaremos el movimiento de un objeto cuando se

observa en un marco de referencia acelerado, o no inercial, y el movimiento de un objeto por

medio de un plano de depresin creando una cada parablica, en donde el objeto a utilizar

experimentara las fuerzas sobre su entorno circular aplicando sobre ella la fuerza de la

gravedad y la fuerza de la resistencia del aire, tomando en cuenta que cuando el objeto

comience a rodar sobre el plano de referencia su movimiento ser tangente a la trayectoria

logrando que la fuerza de gravedad mantenga el objeto sobre el plano inclinado haciendo que

el objeto tenga una velocidad constante, como se trata de un movimiento circular podemos

afirmar tambin que cada momento de su desplazamiento encontramos un vector con una

direccin y una magnitud.


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CONCLUCIONES.

Cuando la fuerza que acta sobre una partcula se mueve en una trayectoria circular tiene una

componente tangencial1k , su velocidad cambia. La fuerza total sobre la partcula en este caso

es el vector suma de la fuerza tangencial.

Cuando la esfera que cae a travs de un plano de referencia de orientacin decreciente, se

toma en cuenta que para la grafica velocidad-tiempo para un objeto que cae por medio del

plano inclinado. El objeto alcanzara una velocidad mxima o terminal0

v y t.

Al momento en que la esfera llega al punto terminal de la mesa comienza a caer tomando la

forma de una cada libre en donde ejerce la fuerza de gravedad hacia el centro de la tierra

haciendo que su vector velocidad en el instante final sea igual a cero.


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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE CIENCIAS

DEPARTAMENTE DE FISICA

FISICA BASICA.

REPORTE DE LABORATORIO 3

(Movimiento uniformemente variado y tiro parablico.)


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Nombre: ALEXANDER CHALI CUMEZ.

Carnet: 201020458

Seccin: F Grupo: 1 Mesa: 1

Auxiliar:

Fecha: 23/03/11

INTRODUCCION.

En el estudio de la fsica es como algo principal el estudio del movimiento circular uniforme

pero tambin podemos utilizarlo en la vida cotidiana utilizamos este sistema fsico cuando

manejamos o cuando estamos en algn juego.

Este movimiento se caracteriza porque su trayectoria en es una circunferencia y tanto el

modulo como la direccin de la velocidad varan constantemente con el tiempo. Por tanto, la

aceleracin tangencial es constante, ya que el modulo de la velocidad vara uniformemente

con el tiempo, y la aceleracin normal es constante por los mismos motivos que en el

movimiento circular uniforme variable.

En el siguiente reporte encontrara un modelo experimental basado en tomar el movimiento

variado uniforme y el tiro parablico encontrando en ello un sistema matemtico que se

formo para poder calcular el desplazamiento y la velocidad.


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BIBLIOGRAFIA

y Raymond. A. Serway FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERIASexta edicin

Tomo 1

Pg. Consulta 145-152

y Raymond. A. Sarway FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERIASexta edicin

Tomo 1

Pg. Consulta 137-144

y Lic. Cesar izquierdo MANUAL Y CUADERNO DE LABORATORIO DE FISICA BASICACuarta edicin.

Pg. Consulta 23-35

y Microsoft Encarta 2009. 1993--2008 Microsoft Corporation. Reservados todoslos derechos.


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