GUIA _ 3 FISICA I

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FACULTAD DE INGENIERÍA
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	FACULTAD DE INGENIERÍA
FISICA I 
GUÍA DE LABORATORIO 
	VERSIÓN: 03
FECHA: 23 DE junio de 2015 
GUÍA: 03
ELABORÓ: JOSE MAESTRE
REVISÓ: ARACELYS AVILA 
APROBÓ: OBER ROMERO 
GUIA DE LABORATORIO N-3
FISICA l
PRESENTADO POR :
JOSE DANIEL SANCHEZ
CARLOS ANDRES MOSQUERA 
JOSE FERNANDO VANEGA
MARTIN ANTONIO GUTIERREZ
EDUARDO JOSE ALEAN
GRUPO - 325
FUNDACIÓN UNIVERSITARIA DEL ÁREA ANDINA
FACULTAD DE INGENIERÍAS
VALLEDUPAR-CESAR
2023 I
GUIA N° 3: MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO 
1. FUNDAMENTOS BÁSICOS 
Una forma útil de describir el movimiento de un cuerpo con trayectoria rectilínea es en términos del cambio en su coordenada x durante un intervalo de tiempo. Para ello, es posible tratar al cuerpo como una partícula y utilizar un punto fijo o estático (marco de referencia inercial) de la trayectoria como referencia. Cuando el cuerpo se mueve de un punto a otro punto se puede afirmar que existió un desplazamiento . El tiempo en el cual se efectúa este desplazamiento es una referencia importante para determinar qué tan “rápido” se movió. La relación entre el cambio de posición o desplazamiento y el tiempo utilizado para lograrlo se denomina velocidad promedio. 
En una gráfica de posición y tiempo la velocidad promedio entre dos instantes, y , se puede determinar a partir de la pendiente de la recta pendiente que une los puntos y 
(Figura 1) 
Figura 1: Representación del cálculo de la rapidez promedio a partir del gráfico x vs. t. ¿Cuál es la rapidez promedio aproximada en la gráfica? 
Sin embargo, este concepto en muchas ocasiones es inadecuado para describir los detalles de un movimiento cuando este no se realiza a velocidad constante. 
En una gráfica de posición y tiempo, la velocidad instantánea en un punto está dada por la pendiente de la recta tangente a la curva en ese punto. 
Figura 2: Cálculo de la velocidad instantánea a partir del gráfico x vs t. ¿Cuál es la velocidad instantánea aproximada en el tiempo mostrado? 
Como puede observarse en la figura 2, la magnitud de la velocidad instantánea cambia para puntos diferentes. Esta variación de la velocidad instantánea con respecto a un intervalo de tiempo se llama aceleración promedio. 
Gráficamente, la velocidad promedio se puede hallar como la pendiente de la recta secante que pasa por los puntos determinados por el intervalo estudiado. La aceleración instantánea se halla con la pendiente de la recta tangente a la curva en el punto de estudio. 
2. OBJETIVOS 
1. Analizar el movimiento rectilíneo de un carrito que se desliza por un plano inclinado, visto por un observador en reposo, utilizando para ello la gráfica de posición vs. tiempo. 
2. Analizar el movimiento rectilíneo de un carrito que se desliza por un plano inclinado, visto por un observador en reposo, utilizando para ello la gráfica de velocidad vs. tiempo. 
3. Analizar el movimiento rectilíneo de un carrito que se desliza por un plano inclinado, visto por un observador 	en 	reposo, 	utilizando 	para 	ello la 	gráfica 	de aceleración 	Vs. 	tiempo. 
 
3. IDEAS PREVIAS 
1. .Para un objeto es posible a) frenar mientras su aceleración incrementa en magnitud; b) aumentar su rapidez mientras disminuye su aceleración? En cada caso, explique su razonamiento. 
RTA/
a) Un automóvil avanza. El conductor comienza a frenar suavemente al principio. Nota que la velocidad disminuye lentamente y decide pisar más el freno. Aumenta la aceleración (desacelera) y disminuye la velocidad.
b) El mismo automóvil comienza a moverse. Al principio la aceleración es grande. A medida que aumenta la velocidad la aceleración disminuye hasta que se anula, momento en que alcanza la velocidad máxima.
2. Puede usted tener desplazamiento 0 y velocidad media distinta de 0? .Y velocidad distinta de 0? Ilustre sus respuestas en una gráfica x vs t. 
RTA: sí se puede obtener un desplazamiento nulo, siempre que las componentes del vector se anulen.
Por ejemplo, se tiene un auto móvil que recorrió 2 km de distancia hacia el Este, luego, el móvil se dirigió 2 km de distancia hacia el Oeste. Por lo tanto si sumamos vectores, obtenemos:
2 km i ⇒ hacia el este
-2 km i ⇒ hacia el oeste
Δx = (2 i - 2 i) km
Δx = 0 km
La velocidad media vendría siendo:
Vmedia =  Δx / Δt
Como la velocidad media es otro vector que depende del vector desplazamiento, hemos verificado antes que al ser nulo el vector desplazamiento, entonces también lo será el vector velocidad media
La velocidad distinta de 0?
La velocidad es un vector por lo cual también puede ser nulo, siempre cuando el auto móvil se mantenga en reposo.
3. Puede usted tener aceleración 0 y velocidad distinta de 0? Explique, usando una gráfica v vs t. 
RTA: Si, sería el caso de un cuerpo con velocidad constante. Para que lo anterior ocurra tenemos que la velocidad debe ser constante, si esta no cambia entonces no hay aceleración. Por tanto, se tiene velocidad, pero no aceleración.
Este movimiento se conoce como movimiento rectilíneo uniforme, y es uniforme porque la velocidad se mantiene constante, es decir, la misma no varía.
4. Puede usted tener velocidad cero y aceleración media distinta de cero? .Y velocidad cero y aceleración distinta de cero? Explique, usando una gráfica v vs t y de un ejemplo de dicho movimiento. 
RTA: Si, en un tiro vertical en la altura máxima la velocidad será 0 y la aceleración distinta de 0.
1) Automóvil en el momento de iniciar su movimiento. Sin aceleración continuaría en reposo.
2) Un cuerpo en tiro vertical. Al alcanzar la altura máxima su velocidad es instantáneamente nula y la aceleración es la de la gravedad.
5. Determine la magnitud de la aceleración de un móvil que desciende por un plano inclinado con fricción despreciable y con un ángulo de inclinación O. 
se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:
a = g*sen(θ)
Donde "a" es la aceleración del móvil, "g" es la aceleración debida a la gravedad y θ es el ángulo de inclinación del plano. La aceleración debida a la gravedad es de aproximadamente 9,8 m/s² en la superficie de la Tierra. 
Por lo tanto, la magnitud de la aceleración del móvil que desciende por un plano inclinado con fricción despreciable y con un ángulo de inclinación θ será:
a = 9,8 m/s² * sen(θ)
4. ACTIVIDADES DE REALIZACIÓN PRÁCTICA 
MATERIALES:
· Computador con data estudio
· Sensor de movimiento
· interfaces xplorer
· carros de choques para dinámica
· barras de acero inoxidables
· soportes universales
· rieles para el carro de choques 
	 
Siga las siguientes instrucciones: 
1. Sitúe el carrito en una superficie inclinada con un ángulo aproximadamente de 500 Asegúrese de que nada bloquea la señal entre el sensor y el carrito (para este experimento se dispone de un carril). 
2. Cuando todo esté listo inicie la toma de datos. A continuación libere el carrito. Obtenga con DataStudio la gráfica de la posición vs. tiempo, velocidad vs. tiempo y aceleración vs. tiempo. 
3. Seleccione en la gráfica posición - tiempo (x vs. t) la sección que describa mejor el movimiento del carrito. 
4. Con la herramienta “ajuste” de DataStudio realice el mejor ajuste de la parte de la gráfica seleccionada. 
5. Finalice la toma de datos tan pronto el carrito alcance el final del carril en el espacio disponible. Evite la caída o choques fuertes del carrito al llegar al final. 
6. Repita los pasos anteriores para los ángulos de 300 y 150. 
En la figura 3 se muestra un montaje ilustrativo (el sensor de movimiento debe ubicarse en la parte elevada del carril). 
Figura 3. Montaje ilustrativo.
 5. DATOS Y CÁLCULOS 
 
Utilice este espacio para mostrar los cálculos necesarios en la experiencia. 
 
6. PREGUNTAS 
Responda estas preguntas teniendo en cuenta la información obtenida: 
Pregunta 1: ¿Cuáles el modelo que mejor se ajusta a los datos seleccionados? 
Pregunta 2: ¿Cuál es la ecuación de mejor ajuste de la gráfica? Escríbala. 
RTA/
La ecuacion que mas se ajusta a la grafica es Ax2 + Bx + C 
Pregunta 3: ¿Qué tipo de movimiento tiene el carrito? 
RTA/ Movimientouniformemente acelerado.
Pregunta 4: ¿Qué cantidades físicas representan los parámetros A, B y C de la ecuación de ajuste? (Sugerencia: utilice el análisis dimensional). 
· Seleccione la gráfica de velocidad vs. tiempo y seleccione la parte de ella que mejor represente el movimiento del carrito. 
· Haga el ajuste de la parte de la gráfica seleccionada. 
 
 
 
Pregunta 5: ¿Es constante la aceleración en la gráfica aceleración vs. Tiempo? En caso afirmativo determine y anote su valor. 
RTA/
Es constante desde el punto 0.1 hasta el punto 1.2, entonces podemos decir que si es afirmativo aceleración vs tiempo
Pregunta 6: Explique el porqué de las diferencias entre los valores de la aceleración. 
· En las tres gráficas analizadas (posición vs. tiempo, velocidad vs. tiempo y aceleración vs. 
Tiempo) se determinó la aceleración del carrito. 
 
7. PREGUNTAS REALIZADAS POR EL PROFESOR 
 
8. CONCLUSIONES 
 En conclusión, podemos decir que el movimiento rectilíneo uniforme se produce cuando la velocidad es constante se dice que es uniforme cuando no hay cambios en la velocidad, es decir se mueve de una misma forma, velocidad igual o constante. La velocidad es igual a la distancia entre el tiempo, con base a las clases de práctica de física definimos términos y concepto de todo lo relacionado con la clasificación, uso de los diferentes materiales de laboratorio detalladamente hasta entender los movimientos de un cuerpo con trayectoria rectilínea y a la hora de hacer uso presencial del laboratorio, y tener fundamentos, conocimientos, práctica al enfrentarnos con cualquier situación a la hora de llevar a cabo las prácticas de los tipos de mediciones
9. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
[1] R. Serway y J. Jewett. Física para ciencias e ingeniería vol 1, 7a edición. Ed Cengage Learning. 2008. 
[2] D. Halliday, R. Resnick e I. Walker. Física vol. 1, 5a edición, Jhon Wiley & Sons N.Y., USA. 1997. 
[3] S. Gil y E. Rodríguez. Física re-creativa: experimentos de Física usando nuevas tecnologías. Argentina: Prentice-Hall, 2001. 
[4] F. Sears, M. Zemansky, H. Young y R. Freedman. Física universitaria, vol. 2, 12a .ed. México: Addison Wesley Longman, 2009. 
[5] H. Benson. Física universitaria, Vol. 2. México: CECSA, 2000. 
[6] Physics labs with computers teacher´s guide, Vol. 1. United States of America: PASCO Scientific, 1999.