UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANOFACULTAD: INGENIERA MECNICA ELCTRICA, ELECTRNICA Y SISTEMASESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA MECANICA ELECTRICA

TEMA:

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME VARIADO Y CAIDA LIBRE

ASIGNATURA:

LABORATORIO DE FSICA I

DOCENTE:

Lic. Condori Mamani, Jorge

PRESENTADO POR:

Flores Aacata, Rodrigo Leonel

PUNO PER

2015

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTEVARIADO Y CAIDA LIBREI. OBJETIVOS: Establecer cules son las caractersticas del movimiento rectilneo con aceleracin constante. Determinar experimentalmente las relaciones matemticas que expresan la posicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempo.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

El MRUV, como si propio nombre indica, tiene una aceleracin constante, cuyas relaciones dinmicas y cinemticas, respectivamente, son.

(1)La velocidad v para un instante t dado en:

(2)

Finalmente la posicin x en funcin del tiempo se expresa por:

(3)

VELOCIDAD MEDIA.-

(4)

ACELERACION MEDIA.- La aceleracin media de la particula o mvil cuando se mueve de un punto P hasta un punto Q (ver figura 1) se define como la razn de cambio de velocidad al tiempo transcurrido:

(5)

Donde y son los tiempos correspondientes a las velocidades y .La aceleracin media entre y es igual a la pendiente de la cuerda PQ

---------------------------- --------------

0 T

Figura (1). Grafica velocidad vs. Tiempo

ACELERACION INSTANTANEA.- es loa aceleracin en cierto instante, en determinado punto de su trayectoria:

(6)

En un movimiento uniformemente acelerado el valor de la aceleraion es instantnea coinciden con el de la aceleracin media.

III. EQUIPOS Y MATERIALES Computadora personal Programa Data Studio instalado. Interface Science Worshop 750. Sensor de movimiento (C1-6742) sensores de fuerzas (C1-6537). Movil PASCAR (ME-6950) Carril de aluminio con tope magntico y polea. 2.0 m de hilo negro Set de masas (ME-8967)

IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES

PRIMERA ACTIVIDAD (MRUV):Procedimiento para configuracin de equipos y accesorios

Verifique la conexin y estado de la fuente de alimentacin de la interface, instale los sensores de fuerza y movimiento, luego genere grficos para cada uno de los parmetros medidos por el sensor (aceleracin, velocidad y posicin) fuerza (tensin). Realizar el montaje del conjunto de accesorios (carro, carril, cuerda, polea, pesostype) a fin de ejecutar la actividad.

Figura(2). Configuracion de equipos para MRUV

Despues de haber ejecutado la actividad tres veces, guarde sus datos

SEGNDA ACTIVIDAD (Caida Libre)

La aceleracin de un cuerpo en cada libre se denomina aceleracin debido a la gravedad y se representa con la letra , en la superficie terrestre o cerca de ella a nivel del mar es aproximandamente:

De manera grafica, la gravedad se puede relacionar como la variacin de la velocidad en relacin al tiempo empleado, es decir la pendiente de la grafica.Si los intervalos de tiempos fuesen todos iguales, el valor de la pendiente de los graficos Versus y versus serian los mismos, pero como el movimiento no es uniforme esta hiptesis no se cumple:

Tiempo [s]Figura (3): grafico que ilustra la variacion de la pendiente de la funcion v (t) al graficar versus (Simbolo cuadrados) y graficar versus .Es claro que para este ultimo caso se tuene que la pendiente(g)es mayor que el mejor valor obtenido

CUADRO N 01: DATOS INICIALES DEL EXPERIMENTO.

EVENTOS123Masa o peso total Del movil que se 86,3 86,3 86,3DesplazaMasa suspendida 55g 65g 115gAngulo opcional 000Tension inicial0,20,20,2Tension final0,00,70,7

TABLA DE CAIDA LIBRE.

Pendiente Evento1 Evento 2 Evento 3 Evento 4 Evento 59,80 9,739,85 9,83 9,82

Los datos que se han obtenido para cada tabla son de manera secuencial, por ejemplo para el primer cuadro N1. Se obtuvo de la siguente manera; primero se realizo el MRUV y CAIDA LIBRE el sensor de movimiento, sensor de fuerza, movil pascar, carril de aluminio con el tope magnetico y polea, 2.0m de hilo negro y finalmento sacamos la masa posteriormente se equilibraran los sensores con las psas hasta obtenerlos las tensiones de cada uno.

V. Posteriormente con los datos obtenidos se desarrollara los siguentes interrogantes planteados por el docente y alumnos.1. Adjunte los graficos de velocidad vs tiempo, de todas las actividades identificando su velocidad media y aceleracion media respectivamente.

Fig. 1.4 Registre los valores de las correspondientes masas de las pesas que se muestra en la figura 1.4; as mismo, registre los valores de las distancias de los puntos de aplicacin al punto de contacto del cuerpo rgido con el soporte universal . Registre tambin la lectura observada a travs del sensor de fuerza y el ngulo de inclinacin del cuerpo rgido con respecto a la superficie de la masa. Repita este procedimiento cuatro veces haciendo variar los valores de las masas . Para cada cuerda que contiene al dinammetro siempre este en posicin horizontal. Todos estos datos anote en la tabla 1.2.

Tablas 1.2N

0145251502442677,359

02 60551502442678,4810

0380.51052002442679,2813

0455.5452002442678,5110

Registre tambin la longitud (L) y masa (m) de la regla:L = 1 mm = 129 gr.

VI. CUESTIONARIO:

1. Haga el diagrama del sistema de fuerza que actan sobre el cuerpo rgido y formule ecuaciones de equilibrio para el sistema. Considerar tambin el peso del cuerpo rgido (regla).

2. Conociendo los valores de los pesos , las distancias y el ngulo de inclinacin , determine analticamente el valor de las fuerzas de tensin .

Para calcular la T en forma analtica, calcularemos la sumatoria de momentos de rotacin con respecto al punto O, el cual nos debe resultar igual a cero, pues el sistema est en equilibrio de rotacin y traslacin.De la fig. del diagrama de fuerzas que actan sobre la regla(cuerpo rgido).

Con esta ecuacin calculamos la tensin en forma analtica que a continuacin se nuestra para los cuatro caos del experimento:

NT(Experimental)T(Analtica)

17,354,754535

28,484,987654

39,285,012357

48,514,989989

3. Determine tambin la fuerza de reaccin en el punto de apoyo O (figura 1.4). esta fuerza debe tener una pendiente de inclinacin.Calcular la reaccin en el punto de apoyo, la calcularemos mediante la primera condicin de equilibrio, la sumatoria de fuerzas debe ser igual a cero.Sumatoria de fuerzas en el eje X:Sumatoria de fuerzas en el eje Y:

Para calcular el modulo de la reaccin R en el punto de apoyo la calcularemos con la ecuacin siguiente:

Y para hallar el ngulo de inclinacin de la fuerza de reaccin con la horizontal:

n

017,354,7545352,5954657,3510,47810,9872

028,484,9876543,8523468,4811,19611,2673

039,285,0123574,2676439,2811,37211,5994

048,514,9899893,5200118,5111,58811,6992

Donde, fuerzas de tensin determine terica y en el laboratorio, respectivamente.: Diferencia entre estos valores.: Componentes ortogonales de las fuerzas de reaccin.: modulo de las fuerzas de reaccin.

EQUILIBRIO DE TRASLACION:

4. Elabore la equivalencia entre los ngulo representados en la figura 1.3a y 1.3b, con estos valores de tiene que efectuar clculos.

La relacin entre los ngulos que se tiene segn la grafica son las siguientes:

5. Descomponga a las fuerzas en sus componentes ortogonales del plano cartesiano X-Y, las componentes en direccin horizontal y vertical de estas fuerzas se determinan mediante las ecuaciones (1.3a) y (1.3b) respectivamente.

6. Calcule la suma de los componentes en el eje X y en el eje Y por separado, explique cada uno de estos resultados obtenidos.

Para nuestro caso las fuerzas que actan sobre un objeto son tres W1, W2 y T las cuales en la pregunta anterior se realizo la descomposicin en sus coordenadas cartesianas, del cual podemos realizar la suma de fuerzas en el eje X y el eje Y.

Elabore una tabla de resumen, para ello considere el siguiente modelo:

Utilizaremos las formulas de la pregunta anterior

Tabla 1.3N

010.2810.3460.520.1070.4010.41300.814

020.3130.2200.470.0630.13950.26300.4025

030.22050.22050.730.3090.3120.38200.764

040.39500.790.790.3950.39200.787

Donde : representan a las componentes horizontal y vertical de las fuerzas que actan sobre el sistema.

7. Determinar el error absoluto de las sumatorias para el eje X y y.

8. Escriba cunticamente las coordenadas del vector resultante y el vector tensin para el movimiento rotacional

9. Cite algunos ejemplos sobre la aplicacin de vectores en el espacio tridimensional

10. CONCLUSIONESDespus de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de equilibrio, podemos llegar a la conclusin de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estn interactuando diferentes tipos de fuerza, las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o, a mantenerse en estado de equilibrio, ya sea esttico o dinmico.

11. BIBLIOGRAFIA

Fsica para ciencias e ingenieras, John W. Jewtt Jr. 6ta. Edicin Fsica Solucionario de Serway volumen 1. La biblia de la Fsica y Qumica, Edicin Lexus Enciclopedia temtica para todos Vol.2(Fsica). Editorial Educando plus. Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2010. 1993-2004 Lic. Humberto Leiva Naveros. Editorial MOSHERA Primera Edicin 1995. Harry Meiners. Experimentos de fsica. Editorial LIMUSA. 1980