Primer informe de laboratorio

El informe del primer laboratorio en Mecánica I

1. INFORME DE LABORATORIO N°1

MOVIMIENTO RECTILÍNEO
(UNIFORME-VARIADO)





HUGO ALEJANDRO LERMA ARANGUREN 141003104
JAVIER HERNANDO RODRIGUEZ MONTAÑA 141002921
JOHANA ZULUAGA SALAMANCA 141003119




PROFESORA. SANDRA LILIANA RAMOS DUARTE
Licenciada en matemáticas y física



UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
ESCUELA DE PEDAGÓGIA Y BELLAS ARTES
FACULTAD DE CIENCIAS HUMANAS Y DE LA EDUCACIÓN
LICENCIATURA EN MATEMÁTICAS Y FÍSICA
VILLAVICENCIO/ META
22 DE SEPTIEMBRE 2014

2. INTRODUCCIÓN
La física es una ciencia que se presta para enseñarse en laboratorios, lo que hace
que se aprenda de forma empírica los distintos conceptos y ecuaciones que se
dan en la materia lo que facilita el aprendizaje. Esta es tal vez la mayor ventaja
que tiene la física respecto a otras ciencias, debido a que; gracias al análisis
detallado de cuerpo grandes a velocidades pequeñas(mecánica clásica) se puede
recrear en los laboratorios de manera sencilla simulaciones de los distintos
movimientos que esta se ven.
Como está se presta para realizar laboratorios veremos a continuación una
práctica que tiene como objetivos Determinar experimentalmente la velocidad de
un cuerpo animado de Movimiento rectilíneo uniforme y Determinar
experimentalmente la aceleración de un cuerpo animado de movimiento rectilíneo
uniformemente variado.
MARCO TEÓRICO
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
Un movimiento es rectilíneo cuando un móvil describe una trayectoria recta, y es
uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración
es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU, que en algunos países es
MRC, que significa Movimiento Rectilíneo Constante. 1. Movimiento que se realiza
sobre una línea recta. 2. Velocidad constante; implica magnitud y dirección
constantes. 3. La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o
rapidez. 4. Aceleración nula.
ECUACIONES DEL MOVIMIENTO
Sabemos que la velocidad es
constante; esto significa que no
existe aceleración.
La posición en cualquier
instante viene dada por
.

Para una posición inicial y un
tiempo inicial , ambos distintos
de cero, la posición para cualquier
tiempo está dada por




MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE ACELERADO O VARIADO

3. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido
como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un
móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración
constante. Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en
el cual la aceleración interviniente, y considerada constante, es la que
corresponde a la gravedad. También puede definirse como el movimiento que
realiza una partícula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza
constante. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso
particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA).
El MRUA, como su propio nombre indica, tiene una aceleración constante, cuyas
relaciones dinámicas y cinemáticas, respectivamente, son:
1)
La velocidad v para un instante t dado
es:
(2a)
(3)

Además de las relaciones básicas
anteriores, existe una ecuación que
relaciona entre sí el desplazamiento y
la rapidez del móvil. Ésta se obtiene
despejando el tiempo de (2a) y
sustituyendo el resultado en (3):
(2b)



OBJETIVOS
 Determinar experimentalmente la velocidad de un cuerpo animado de
movimiento rectilíneo uniforme
 Determinar experimentalmente la aceleración de un cuerpo animado de
movimiento rectilíneo uniformemente variado.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
MATERIALES: (Las evidencias fotográficas serán anexadas al final del informe)
 ESFERA
 SUPERFICIE DELIZANTE O TUBOS
 CINTRA METRICA O REGLA
 CRONOMETRO

4.  TRANSPORTADOR
 RIEL DE AIRE (O TUBOS LARGOS DE LUZ FRÍA)

METODOLOGÍA
1. Montamos el soporte universal.
2. Procedemos a ubicar un extremo del riel de aire al soporte universal, formando
un ángulo con respecto a la horizontal.
3. Teniendo el riel de aire en posición horizontal, nos disponemos a calcular el
tiempo que se demora en recorrer 10, 20, 30, 40, 50 cm. Debemos tener en
cuenta que en esta la velocidad es constante.
4. Realizamos 7 mediciones en cada uno de los intervalos evaluados en el punto
anterior, las promediamos y obtenemos un tiempo más preciso del movimiento.
5. Cambiamos el ángulo de inclinación del riel de aire con respecto a la horizontal
y repetimos los 3 y 4. Esto para mirar la variación de velocidad respecto al ángulo
de inclinación.
6. Pasamos a la siguiente parte del laboratorio, en donde vamos a simular un
M.R.A, para ello ubicaremos dos tubos de más de 180 cm de longitud, que formen
un ángulo respecto a la horizontal.
7. Marcamos distancias de 20 cm en el tubo y empezaremos a evaluar el tiempo
que se demora en recorrer estos intervalos de distancia una esfera metálica que
parte del reposo.
8. Cambiamos el ángulo de inclinación de los tubos largos y volvemos a calcular
los tiempos que se demora la esfera en recorrer las distancias dadas
anteriormente.
RESULTADOS (Las gráficas de X Vs t, V Vs t y a Vs t de cada movimiento serán
presentadas en anexos)
Primera parte del laboratorio, realizado con el riel de aire (velocidad constante)
 Una altura de 11cm, con un ángulo de inclinación de 12.70903299 grados
X(cm), t(s)
X 10 20 30 40 50
t1 1.07 2.32 4.0 5.27 6.61
t2 1.10 2.33 3.92 5.22 6.57
t3 1.06 2.33 3.90 5.27 6.56

5. t4 1.13 2.36 3.87 5.23 6.51
t5 1.09 2.38 3.88 5.24 6.52
t6 1.10 2.37 3.90 5.28 6.52
t promedio 1.10 2.34 3.91 5.25 6.54

 Una altura de 6cm, con un ángulo de inclinación de 6,892102579 grados
X(cm), t(s)
X 10 20 30 40 50
T1 1.92 4.50 6.83 9.07 11.34
T2 1.96 4.45 6.78 9.15 11.38
T3 1.98 4.42 6.81 9.11 11.30
T4 1.94 4.40 6.77 9.04 11.39
T5 1.92 4.45 6.72 9.15 11.33
T6 1.97 4.48 6.80 9.05 11.33
T promedio 1.94 4.45 6.78 9.09 11.34

Segunda parte del laboratorio, realizado con los tubos de luz.
 Con una altura de 18 cm y un ángulo de inclinación de 5.73 grados
X(cm) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
T1(s) 0.87 1.24 1.53 1.99 2.27 2.39 2.57 2.70 3.01
T2(s) 0.85 1.27 1.52 1.98 2.26 2.42 2.53 2.70 2.89
T3(s) 0.84 1.28 1.55 1.92 2.31 2.45 2.55 2.71 2.90
T4(s) 0.88 1.28 1.54 1.95 2.31 2.42 2.54 2.71 2.92
T5(s) 0.82 1.24 1.51 1.92 2.31 2.48 2.52 2.72 2.95
T6(s) 0.88 1.25 1.55 1.93 2.24 2.44 2.54 2.74 2.98
Promedio20
(s)
0.85 1.26 1.53 1.94 2.28 2.43 2.55 2.71 2.94

 Con una altura de 26 cm y ángulo de inclinación de 8.30 grados
X(cm) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
T1(s) 0.69 0.87 1.25 1.45 1.67 1.72 1.95 1.95 2.06
T2(s) 0.68 0.95 1.31 1.38 1.62 1.74 1.98 2.0 2.09
T3(s) 0.68 0.96 1.24 1.44 1.63 1.79 1.94 1.99 2.07
T4(s) 0.68 0.89 1.26 1.41 1.67 1.74 1.97 2.04 2.12
T5(s) 0.63 0.88 1.29 1.45 1.65 1.76 1.98 2.02 2.06
T6(s) 0.65 0.84 1.23 1.39 1.69 1.80 1.95 2.04 2.04
Tprom (s) 0.66 0.89 1.26 1.42 1.64 1.75 1.96 2.0 2.07

6. ANÁLISIS
Después de culminar nuestra práctica de laboratorio se pudo observar que los
datos obtenidos que se tomó en cada tiempo no están muy lejos el uno del otro.
Para la primera toma de datos de la burbuja de aire que fue dada con una altura
de 11cm y un Angulo de inclinación de 12.70 grados, para la segunda que fue
dada con una altura de 6cm y un Angulo de inclinación de 6.89 grados, para la
toma de datos de la practica con la esfera y los tubos de luz, los cuales fueron
dos, la primera con una altura de 18cm y un Angulo de inclinación de 5.73 grados
y para la segunda que fue dada con una altura de 26cm y un Angulo de inclinación
de 8.30 grados. No fue mucha la diferencia entre sus intervalos de tiempo, el poco
error que se ve es por el tiempo de reacción con el cronometro, por este error en
el tiempo de reacción, se decidió tomar varios tiempos en este y todos los casos
de 6 tiempos para poder tener un promedio muy cercano a la realidad de la
práctica.
Como se dijo anteriormente para tener una mejor cercanía a la realidad y unas
mejores gráficas, fue necesario tomar diferentes tiempos todo con la idea de
obtener resultados no tan distorsionados.

CONCLUSIONES
Después de terminar la práctica y con los resultados obtenidos se pudo observar
que la velocidad depende de la distancia que se tome y el tiempo que se obtenga
en recorrer dicha distancia, y que la aceleración siempre será constante.
También se pudo concluir que dependiendo del Angulo de inclinación su velocidad
y aceleración cambia, también hay que resaltar que en esta práctica se
menosprecio la fricción, porque su cambio es tan poco que no es necesario tenerla
en cuenta.
Se pudo observar que al tomar diferentes ángulos de inclinación su intervalo de
tiempo cambia, por ejemplo para la práctica con los tubos de luz, donde se tuvo un
Angulo de 5.73 y 8.30 grados sus tiempos tuvieron un cambio representativo. Y
así mismo para la práctica de la burbuja de aire.
Con todo esto concluimos que el movimiento rectilíneo uniforme depende de la
superficie, de su ángulo de inclinación y que sus resultados dependen de la
rapidez con la que se toma el tiempo con el que recorre su distancia. Y también
que siempre abra un error en la toma de datos, por eso es necesario tomar varios
datos para acercamos a la realidad de la práctica.
REFERENCIAS
http://www.fisicalab.com/apartado/mru-ecuaciones/avanzado

7. ANEXOS
 Evidencia fotográfica de los materiales.




 Evidencia fotográfica de la metodología

8.  Diferentes Graficas propias de los datos obtenidos en cada movimiento

Datos obtenidos con el riel de aire.

 Gráficas X Vs t


0
10
20
30
40
50
60
01.12.343.915.256.54
Ángulo= 12.70
0
10
20
30
40
50
60
01.944.456.789.0911.34
Ángulo= 6.89

9.  Gráficas V Vs t


Datos obtenidos con los tubos de luz
 Graficas X Vs t


 Grafica V Vs t


0
2
4
6
8
10
1.12.343.915.256.54
Ángulo= 12.70
0
2
4
6
1.944.456.789.0911.34
Ángulo= 6.89
0
50
100
150
200
0
0.85 1.26 1.53 1.94 2.28 2.43 2.55 2.71 2.94
Ángulo=5.73
0
50
100
150
200
0
0.66 0.89 1.26 1.42 1.64 1.75 1.96
2
2.07
Ángulo=8.30
0
50
100
150
200
0
0.85 1.26 1.53 1.94 2.28 2.43 2.55 2.71 2.94
Ángulo=5.73
0
200
400
600
0
0.66 0.89 1.26 1.42 1.64 1.75 1.96
2
2.07
Serie 1
Serie 1

10.  Con una altura de 26 cm y ángulo de inclinación de 8.30 grados
X(cm) 20 40 60 80 100 120 140 160 180
T1(s) 0.69 0.87 1.25 1.45 1.67 1.72 1.95 1.95 2.06
T2(s) 0.68 0.95 1.31 1.38 1.62 1.74 1.98 2.0 2.09
T3(s) 0.68 0.96 1.24 1.44 1.63 1.79 1.94 1.99 2.07
T4(s) 0.68 0.89 1.26 1.41 1.67 1.74 1.97 2.04 2.12
T5(s) 0.63 0.88 1.29 1.45 1.65 1.76 1.98 2.02 2.06
T6(s) 0.65 0.84 1.23 1.39 1.69 1.80 1.95 2.04 2.04
Tprom (s) 0.66 0.89 1.26 1.42 1.64 1.75 1.96 2.0 2.07