Read Microsoft Word - Movimiento unidimensional y bidimensional guia fisica I.doc text version

Movimiento unidimensional y bidimensional

I-Objetivos 1. Realizar y analizar cinemáticamente un movimiento unidimensional uniformemente acelerado. 2. Familiarizarse con instrumentos fundamentales para el análisis de datos experimentales, como son la teoría de gráficos y el método de los mínimos cuadrados. 3. Verificar experimentalmente la forma de la trayectoria para un movimiento en dos dimensiones con aceleración constante.

II-Conceptos e ideas a desarrollar en la exposición teórica · · · · · · · Cinemática Movimiento unidimensional Velocidad media Velocidad instantánea Aceleración media Aceleración instantánea Trayectoria de un cuerpo en dos dimensiones con aceleración constante.

Por el hecho que en esta práctica queremos obtener la aceleración de forma gráfica, es claro que tenemos que dibujar el gráfico velocidad versus tiempo. El problema es que desde los datos de posición en función del tiempo lo único que podemos calcular son valores medios de velocidad en el intervalo entre dos datos consecutivos que no son asignables a ningún instante de tiempo definido. Lo único cierto es que al interior del intervalo hay un instante en el cual el cuerpo alcanza esta velocidad que calculamos, y es razonable asignar este t +t valor al tiempo medio del intervalo: t i = i +1 i 2 III- Procedimiento Primera parte Equipo · Papel carbón tamaño carta · Equipo de aceleración de Packard Para hacer esta parte de la experiencia vamos a utilizar el equipo de aceleración Packard. Este consiste básicamente en un plano inclinado en el

que se registra la trayectoria de una esfera metálica que se desplaza por su superficie.

Figura 1. Equipo de aceleración Packard utilizado para el primer experimento. Antes de iniciar el experimento propiamente dicho debe hacer unas pruebas hasta verificar que la trayectoria de la esfera metálica queda dentro del límite del papel.

Fije un ángulo de inclinación y verifique que la nivelación es horizontal mediante el nivelador que se encuentra en la parte superior del equipo de aceleración. Mida el alto del equipo con una regla y la altura que se encuentra respecto de la mesa. Recuerde las incertezas. Para cada esfera deberá marcar el punto de donde parte sobre el papel, esto constituirá el origen de coordenadas y la posición inicial de la trayectoria. Obtenga las trayectorias para las dos esferas en su equipo. Cambie el ángulo de inclinación del plano y repita el procedimiento. Segunda parte Prepare el equipo cassy y el software bmw tal y como se lo indica su instructor. Para realizar el tipo de movimiento que vamos a estudiar solo se necesita utilizar la caída de un cuerpo como fuerza de tracción sobre el móvil.

Figura 2. Sistema CASSY con riel de aire Conecte el móvil al electroimán que se encuentra en uno de los extremos del riel. Verifique que este funcionando efectivamente. Este sirve para detener al móvil hasta que se desconecte desde el software. El móvil también esta unido al cuerpo que sirve de peso a través de un hilo, el cual pasa por una rueda radiada del registrador de movimiento. Mida el peso del cuerpo (tiene que ser una fracción de la masa del móvil). Verifique que la pista esta en posición horizontal y que el flujo de aire sale por los orificios que tiene el riel. Para esto último encienda la bomba de aire que se encuentra a un lado del riel. La pareja sensor-software del registrador de movimiento permite obtener una medición de posición, velocidad y aceleración cada intervalo de desplazamiento, el cual se puede ajustar desde el software. El software bmw puede presentar los datos ya sea a través de una gráfica o por una tabla de tabulación. Guarde los datos de la tabla de tabulación, teniendo en cuenta que los primeros corresponden a la etapa en que el electroimán suelta el móvil por lo que hay que descartarlos. Tome por lo menos 15 de los datos de la posición en función del tiempo para desarrollar su análisis del movimiento uniformemente acelerado. Simulación 1. Abra "Interactive physics". 2. Coloque en el área de trabajo dos rectángulos y un ancla sobre cada uno y dos cuadros como se observa en la figura. Además hay que unir los cuadros con una polea. Procure colocar el rectángulo que se mueve sobre la superficie en el origen de coordenadas. 3. Haga doble clic sobre un rectángulo y cambie la masa al valor que encontró para el experimento real. Además ponga a cero los valores del

coeficiente de fricción estática y cinética. Repita lo mismo para la superficie en la que se mueve el bloque. Recuerde cambiar la masa del otro bloque. 4. Marque el rectángulo que esta sobre la superficie y haga clic en el menú "medir", "posición" y "gráfica X". 5. Arranque la simulación. 6. En el menú "archivo" y "exportar" guarde los datos para la posición del objeto. Estos datos son los que tiene que analizar en el artículo.

Figura 3. Forma en que debe configurada la simulación 1

IV- Artículo Para los datos del tiempo y la posición complete la tabla I.

Tabla I. Masa de cuerpo en caída: medición t i (s ) 1 ... i .... 15 Masa de móvil: s i (m ) t i, (s )

v i (m / s )

(t i + t i +1 ) / 2

(s i +1 - s i ) / (t i +1 - t i )

Suponiendo que la dependencia entre las variables es de la forma:

s = kt n

Y

v = ht ,m

Encuentre k, n, h, m con el método de logaritmos explicado en el documento "medida e incerteza". También debe hacerlo graficando los datos en papel logarítmico que aparece en su cuaderno de trabajo. Siendo el movimiento uniformemente acelerado se tiene que m 1 . Por lo que la relación entre las variables es lineal, siendo la pendiente de la recta la aceleración. Por lo que encuentre la relación entre v y t usando el método de mínimos cuadrados y encontrando el coeficiente de correlación lineal con su respectiva interpretación.

V- Cuestionario para entregar en la práctica próxima práctica en el cuaderno de trabajo. 1. ¿El movimiento realizado en la práctica es de verdad uniformemente acelerado? ¿Por qué? 2. En la práctica se ha asumido que cada valor de velocidad media corresponde al valor medio de tiempo en el intervalo correspondiente. A la luz de los resultados obtenidos ¿Fue una buena elección? ¿Por qué? ¿Es así para cada posible movimiento? 3. Para el caso presente ¿Cómo es la aceleración media comparada con la aceleración instantánea? ¿Por qué? 4. ¿Cómo se podría mejorar la exactitud de las medidas realizadas? 5. Demuestre que la trayectoria seguida por la bola metálica debe ser de la 2 forma y = -kx donde k depende solamente de vox , g , . Sabiendo que la aceleración en la dirección y en el aparato de aceleración Packard es gsen 6. En base a los resultados de la pregunta anterior encuentre la velocidad inicial en x en función de k , g ,

Information

Microsoft Word - Movimiento unidimensional y bidimensional guia fisica I.doc

6 pages

Report File (DMCA)

Our content is added by our users. We aim to remove reported files within 1 working day. Please use this link to notify us:

Report this file as copyright or inappropriate

652933


Notice: fwrite(): send of 212 bytes failed with errno=104 Connection reset by peer in /home/readbag.com/web/sphinxapi.php on line 531