Informe Laboratorio Física - Velocidad

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OBJETIVO: 
Trazar gráficos representativos de posición y velocidad en función del tiempo del movimiento 
de un carrito en un plano inclinado. 
CONOCIMIENTOS TEORICOS: 
Antes de describir el movimiento, es necesario definir algunos conceptos y variables físicas que 
se utilizarán: 
Cinemática: describe el movimiento de los objetos en el universo sin tener en cuenta qué lo 
causa. 
Movimiento: es el cambio continuo en la posición de un objeto a lo largo del tiempo. 
Partícula: Nuestro concepto intuitivo de partícula corresponde a un objeto muy pequeño que 
puede tener forma, color, masa, etc., como un grano de arena. El concepto abstracto de la 
física es idealizar un objeto como un punto matemático sin dimensiones, que solo tiene 
posición, masa y movimiento de traslación. Esto quiere decir que cualquier objeto puede ser 
considerado una partícula, sin importar su tamaño, dado que su masa se encuentra 
concentrada en un punto que la representa. 
Posición: es la posición del objeto (partícula) en el espacio, en relación con sistema de 
referencia. Es un vector expresado como: 
donde x, y, y z son los valores de las posiciones en cada dirección, i^, j^ y k^ son vectores 
unitarios en cada dirección Los ejes son x, y y z respectivamente. En una dimensión es 
simplemente r = xiˆ 
 
Desplazamiento: El desplazamiento se define como el cambio de posición de una partícula en 
el espacio (para representar un cambio o diferencia finita de cualquier variable en física, se usa 
la notación delta, Δ). No tiene nada que ver con cambiar el camino seguido por la ubicación. 
Para determinarlo, se debe conocer la posición inicial ri y el final rf de la partícula en 
movimiento. El desplazamiento es un vector que puede ser positivo, negativo o cero, y en si es 
medidas en metros. En una dimensión y en dos dimensiones, el desplazamiento es: 
 
Trayectorias: curvas geométricas que describen partículas en movimiento en el espacio y está 
representado por la ecuación de la trayectoria. En una dimensión es una línea y = constante, 
paralela al eje x, en dos dimensiones puede ser una parábola y = a + bx2 o un círculo x2 + y2 = 
r2 u otra curva. 
Distancia: es la longitud de la partícula que se mueve a lo largo de la trayectoria desde la 
posición inicial hasta la posición final. Su valor es generalmente no coincide con el valor 
numérico de la compensación, excepto en casos excepcionales personal. 
 Tiempo: ¿Qué es el tiempo? No es fácil definir físicamente el concepto de tiempo. Es más 
sencillo hablar de intervalo de tiempo, podemos definirlo como la duración de un evento, o si 
consideramos la posición y su cambio, podemos decir que el tiempo es el tiempo que tarda 
una partícula en moverse desde su posición inicial hasta su posición final. 
VELOCIDAD Y ACELERACION 
Velocidad media: Para una partícula que se mueve en la dirección del eje x, desde la posición 
inicial xi , que está en el punto P en el momento inicial ti, hasta la posición final xf , que está en 
el punto Q en el momento final tf. 
 
De su definición se sigue que la unidad de velocidad media en SI es el cociente entre la unidad 
de longitud y tiempo, es decir, m/s, que se lee en metros por segundo. La velocidad media no 
depende de la trayectoria de P a Q, es un vector y puede ser positiva, negativa o cero 
dependiendo del signo o magnitud del movimiento (ya que ∆t > 0 siempre). En una dimensión, 
si la posición x aumenta con el tiempo (xf > xi), ∆x > 0 luego vmx > 0 y la partícula se mueve en la 
dirección positiva del eje x y viceversa si ∆x < 0 
La interpretación geométrica de la velocidad media se puede trazar en un gráfico de x/t 
llamado gráfico de posición versus tiempo. La recta PQ es la hipotenusa del triángulo de lados 
∆x y ∆t. La pendiente de la recta PQ, que tiene el mismo valor numérico que mx v r, está 
determinada por la tangente del ángulo α, que forma una pendiente con el eje horizontal, 
cuyo valor es: 
 
Velocidad instantánea: partículas en este momento. Considerando que el intervalo de tiempo 
∆t siempre puede hacerse más pequeño de manera que el tiempo final tf tienda a coincidir con 
el tiempo inicial ti, entonces decimos que el intervalo de tiempo tiende a cero, es decir, ∆t → 0. 
En el límite ∆t → 0, ∆r también se acerca a cero, por lo que la partícula está en la posición 
actual. Por lo tanto, el vector de velocidad instantánea V se puede definir como: 
La velocidad instantánea, a la que simplemente nos referimos como velocidad, puede ser 
positiva (negativa) si la partícula se mueve en la dirección positiva (negativa) del eje x, o cero, 
en cuyo caso se dice que la partícula es en reposo . La velocidad tiene la misma interpretación 
geométrica que la velocidad media. 
Rapidez: como rapidez instantánea v se define como un valor numérico del vector velocidad, 
es decir, siempre positivo. 
Aceleración media: Es normal que la velocidad de una partícula en movimiento cambie con el 
tiempo, entonces la partícula tiene una aceleración. La aceleración media en el se define 
como: 
El cambio de velocidad en un intervalo de tiempo escrito como: (m/s)/s, que se lee como m/s2. 
Aceleración instantánea: es la aceleración de partículas en este momento. Similar a la 
definición de velocidad, escribimos: 
Cuando la aceleración es positiva (negativa), apunta como un vector en la dirección positiva 
(negativa) del eje x, independientemente de la dirección de movimiento de las partículas. 
Puede haber aceleración positiva o negativa, y la Partícula puede aumentar su velocidad y 
viceversa. 
 
Si la aceleración es constante, entonces la velocidad promedio se puede calcular como la 
media aritmética entre diferentes velocidades en la forma: 
 
La interpretación geométrica de la aceleración resulta del diagrama velocidad-tiempo o el 
diagrama v/t, donde la pendiente de la curva representa el valor numérico de la aceleración. Si 
la velocidad, es decir, la pendiente de la curva, es positiva (negativa), la aceleración es positiva 
(negativa). 
La aceleración también puede cambiar con el tiempo, pero este cambio no tiene un significado 
físico importante, por lo que no recibe un nombre específico. 
MATERIALES: 
Carro móvil. Pista. Registrador de percusión (f = 100 Hz), cinta registradora y fuente del 
registrador. Regla graduada en mm. 
BIBLIOGRAFÍA: 
• Apuntes de catedra 
• Inzunza, J. (2002) Física: Introducción a la mecánica. Capitulo2: Movimiento en una 
dimensión.