VELOCIDAD INSTANTANEA Y ACELERACION

Vista previa del material en texto

“UNIVERSIDAD NACIONAL JORGE BASADRE GROHMANN”
FACULTAD DE INGENIERIA 
ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGENIERIA MECANICA
Informe de laboratorio N° 1
CURSO: Física I
TEMA: Velocidad instantánea y Aceleracion
ALUMNO: Maxiefracia Yesijem Florencia Cuya Quispe
 COD.: 2015-104041
AÑO: IV semestre - 2016
GRUPO: miércoles HORA: 2-4:00pm
DOCENTE: Lic. Juan Abantos Sáenz
FECHA DE REALIZACION: .. octubre
FECHA DE ENTREGA: 21 octubre
1.-OBJETIVO:
· Determinar la velocidad instantánea y aceleración de un móvil que realiza un movimiento rectilíneo.
2.-EQUIPOS Y MATERIALES:
1. Una rueda de Maxwell.
2. Una rueda de metro graduada en mm.
3. Un cronometro.
4. Un soporte con dos varillas paralelas de 65 cm.
5. Un tablero de mampresa con tornillos de nivelación.
6. Un nivel de burbuja.
3.-FUNDAMENTO TEÓRICO:
VELOCIDAD INSTANTÁNEA:
La velocidad física de un cuerpo en un punto o velocidad instantánea es la que tiene el cuerpo en un instante específico, en un punto determinado de su trayectoria.
Se define la velocidad instantánea o simplemente velocidad como el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo considerado tiende a 0. También se define como la derivada del vector de posición respecto al tiempo. Su expresión viene dada por:
v⃗ =lim∆t→0v⃗ m=lim∆t→0∆r⃗ ∆ t=dr⃗ dt
DONDE:
· v⃗: Vector velocidad instantánea. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro por segundo ( m/s )
· v⃗ m: Vector velocidad media. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro por segundo ( m/s )
· ∆r−: Vector desplazamiento. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el metro ( m )
· ∆ t: Intervalo de tiempo que tiende a 0, es decir, un intervalo infinitamente pequeño. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo ( s )
La velocidad es una magnitud vectorial. Su ecuación de dimensiones viene dada por [v]= LT-1.
La aceleración:
La aceleración es la razón de cambio en la velocidad respecto al tiempo. Es decir, la aceleración se refiere a cuán rápido un objeto en movimiento cambia su velocidad. Por ejemplo, un objeto que parte de reposo y alcanza una velocidad de 20 km/h, ha acelerado.  Sin embargo, si a un objeto le toma cuatro segundos en alcanzar la velocidad de 20 km/h, tendrá mayor aceleración que otro objeto al que le tome seis segundos en alcanzar tal velocidad.
Definimos la aceleración como el cambio en la velocidad respecto al tiempo durante el cual ocurre el cambio. El cambio en la velocidad (ΔV) es igual a la diferencia entre la velocidad final (Vf)y la velocidad inicial (Vi). Esto es: 
Por lo tanto, definimos la aceleración matemáticamente como:
 Esta ecuación puede ser escrita así también:
En la pasada lección discutimos que para un objeto que se mueve con velocidad constante (a = 0), la gráfica de posición versus tiempo resulta ser una línea recta, como lo muestra la figura de la derecha.  Observa el diagrama de puntos que aparece en la parte izquierda de la gráfica.  Se puede observar que la distancia entre ellos es muy similar.  
 
 Si por el contrario el objeto se mueve con aceleración uniforme distinta de cero, entonces la gráfica de posición versus tiempo resulta ser una parábola. Ése es el caso de la imagen de la derecha.  En esta puedes observar que la distancia entre los puntos va aumentando más cada vez y por lo que esa distancia no es uniforme. En este caso, el objeto se aleja del origen aumentando la velocidad uniformemente. El aumento uniforme en la velocidad, hace que el objeto recorra mayor distancia por unidad de tiempo según se aleja. Por ello, la gráfica resulta ser una parabólica. Observa que el cambio en la posición al principio es pequeño y el mismo va aumentando según pasa el tiempo. 
 
Si determinamos la velocidad instantánea del objeto cada segundo, observaríamos un aumento proporcional en la misma. Por lo que la gráfica de velocidad versus tiempo sería una lineal con la pendiente igual a la aceleración.
4-PROCEDIMIENTO:
1. Nivelar el tablero utilizando los tres puntos de apoyo de tal manera que si desplaza al volante esta no se desvíe a los costados.
Al nivelar los tres puntos podemos notar que la rueda de Maxwell que al soltarlo no se inclina para izquierda ni la derecha por lo tanto damos por entender que está bien posicionado. 
2. Divídase el tramo AB y determínese C como indica la figura, a continuación, divídase los tramos AC y CB en cuatro partes iguales cada una.
3. Medir los espacios AC, A1 C, A2 C, A3 C. Igualmente los espacios CB, C B3, C B2, C B1.
4. Soltar la volante siempre desde el punto A y tomar los tiempos que tarda en recorrer los espacios mencionados.
5. Escribir los resultados de las mediciones en el tablero N1. 
TABLA N°1:
	TRAMO
	∆x (cm)
	∆t (s)
	∆x/∆t (cm/s)
	 
	
	
	1
	2
	3
	promedio
	
	
	A C
	16
	11.09
	11.75
	11.32
	11.3866667
	1.40515222
	Arriba de C
	A1 C
	12
	6
	5.84
	5.91
	5.91666667
	2.02816901
	
	A2 C
	8
	3.44
	3.53
	3.47
	3.48
	2.29885057
	
	A3 C
	4
	1.53
	1.47
	1.51
	1.50333333
	2.66075388
	
	C B
	32
	8.59
	8.69
	8.53
	8.60333333
	3.71948857
	Debajo de C
	C B3
	24
	6.82
	6.97
	6.856
	6.882
	3.48735833
	
	C B2
	16
	4.87
	4.75
	4.776
	4.79866667
	3.33425952
	
	C B1
	8
	2.43
	2.5
	2.48
	2.47
	3.2388664
	
Segunda parte:
1. Para establecer la aceleración dividir el tramo en puntos que estén situados a 10, 20, 30, 40 cm. De un origen en común A.
2. Soltado la volante siempre del punto A, medir tres veces el tiempo demora en recorrer A A1, A1 A2, A2 A3, A3 A4, poner los datos según la tabla número N°2.
3. Utilizando dichos datos de la ecuación (6) encontrar los valores de velocidad instantánea en los puntos medios de los tramos respectivos, A A1, A1 A2, A2 A3, A3 A4. 
4. Graficar las velocidades instantáneas en función de los tiempos dados en la ecuación (3).
TABLA N°2:
	TRAMO
	∆x (cm)
	∆t (s)
	V_i (cm/s) 
	t_i (s) 
	
	
	1
	2
	3
	promedio
	
	
	A A1
	10
	8.88
	8.37
	8.72
	8.65666667
	1.15517905
	4.32833333
	A A2
	20
	12.12
	12.81
	12.56
	12.4966667
	1.60042678
	1.92
	A A3
	30
	15.63
	15.69
	15.4
	15.5733333
	1.92636986
	1.53833333
	A A4
	40
	17.81
	18
	18.03
	17.9466667
	2.22882615
	1.18666667
PREGUNTAS Y PROBLEMAS:
· De el grafico obtenido en la primera parte hallar hallar la velocidad instantánea en C.
· como el tiempo instantáneo es 0, la velocidad será:
· Compara la velocidad instantánea en el punto C de la primera parte con la obtenida por la ecuación (6).
Los datos por la gráfica: 
Por los cálculos:
Los resultados serán aproximadamente iguales con la diferencia en la décima debido a las condiciones de experimento
· Qué importancia tiene que las rectas se crucen antes o después del eje de coordenadas o sea cuando 
La importancia radica en que los datos utilizados no son exactos y debido a los diferentes datos utilizados las rectas se cruzan antes y después en el tiempo cero.
CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS
· Diferenciamos en la palabra instante que es distinto en la Física que, en el lenguaje cotidiano, podemos usar la frase “duro un instante”, para referirnos a un intervalo de tiempo muy corto, sin embargo, en física un instante no tiene duración; es solo un valor del tiempo.
· También que rapidez y velocidad no tienen el mismo significado. La rapidez denota la distancia recorrida dividida entre tiempo, en cambio, la velocidad mide con qué rapidez y en qué dirección se mueve.
BIBLIOGRAFÍA
· Goldemberg, José: Física General y experimental.
· Squires G.L: Física práctica.
· https://books.google.com.pe/books?id=9MFLer5mAtMC&pg=PA46&lpg=PA46&dq=dos+rectas+que+se+cruzan+antes+o+despues+con+t%3D0&source=bl&ots=oOyRBwsiEb&sig=rlHuXST8RGDAXx65_YqTIRdCrrk&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiH99iksOfPAhWGWx4KHdZtBtIQ6AEIRTAH#v=onepage&q=dos%20rectas%20que%20se%20cruzan%20antes%20o%20despues%20con%20t%3D0&f=false
· https://books.google.com.pe/books?id=rHeGgg26-AIC&pg=PP8&lpg=PP8&dq=dos+rectas+que+se+cruzan+antes+o+despues+con+t%3D0&source=bl&ots=KQnJsW8XxB&sig=CuwAZVvt992ijv-Txhvxn3WXYAs&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwiH99iksOfPAhWGWx4KHdZtBtIQ6AEISTAI#v=onepage&q=dos%20rectas%20que%20se%20cruzan%20antes%20o%20despues%20con%20t%3D0&f=false· http://myslide.es/documents/2-laboratorio.html
8.6566666666666663	12.496666666666668	15.573333333333332	17.946666666666669	10	8.6566666666666663	12.496666666666668	15.573333333333332	17.946666666666669	10	20	30	40	tiempo
Espacio
Velocidad Instantanea	8.0400000000000009	4.4796666666666711	2.5693333333333332	1.165	-0.106378	1.9900497512437818	2.6787707418706774	3.113648157758	1727	3.4334763948497833	3.677486	TIEMPO INSTANTANEO
Velocidad instantanea