1. INTRODUCCINEn el siguiente laboratorio se apreciaran los distintos tipos de movimientos que puede experimentar un mvil ya sea mediante el MRUV o cada libre. Luego gracias a la ayuda de los instrumentos Pasco en las diferentes experiencias realizando montajes respectivos para cada experiencia se podr determinar los errores porcentuales de los datos obtenidos en cuanto a los datos tericos.En este laboratorio se ver la creatividad y el trabajo en equipo para armar correctamente los montajes para realizar las diferentes experiencias.

2. OBJETIVOS

a) Establecer cules son las caractersticas del movimiento rectilneo con aceleracin constante.b) Determinar experimentalmente las relaciones matemticas que expresan la posicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempoc) Calcular la aceleracin de la gravedad usando los sensores y verificar que la cada de un cuerpo no depende de su masa.

3. ANALISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS)

NPASOS BASICOS DEL TRABAJORIESGOS IDENTIFICADOS

CONTROL DE RIESGO

1Recepcin de materiales y equipos de trabajoCada de alguno de ellos (dao a los pies) o tropiezo al momento de transportarlo.Trasladarse por reas libres sin correr ni jugar, de forma ordenada.

3Encendido de la PC e instalacin con el programa PASCO CapstonTMAl encender la PC, posible riesgo elctrico en el interruptor, causando daos a nuestra persona.Verificar que el cable poder este en perfectas condiciones.

4Entrega de materialesCada de objetos ocasionando golpes en los miembros inferiores, de modo que podramos resbalarnos o tropezarnos con ellos al momento de desplazarse. Trasladarse de manera ordenada, no correr en el laboratorio, no cargar muchos materiales al mismo tiempo

5Orden y limpiezaEl desorden puede ocasionar que al realizar alguna experiencia nuestras manos se golpeen con los materiales a utilizar, incluso ocasionar cortes.Ordenar los materiales a utilizar en cada experiencia, realizar las experiencias con cuidado.

4. FUNDAMENTOS TERICO

Cinemtica1- Establecer cules son las caractersticas del movimiento rectilneo con aceleracin constante.2- Determinar experimentalmente las relaciones matemticas que expresan las posicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempo3- Calcular la aceleracin de la gravedad usando los sensores y verificar que la cada de un cuerpo no depende de su masa

Objetivos

Fundamento Terico

Materiales

Computadora personal con el programa PASCO Capston instalado Interface 850 universal interface Sensor de movimiento rotacional Foto de puerta con soporte Mvil Pascar Regla obturadora(cebra) Varillas (3) Polea Pesas con portapesas Cuerda Regla

El movimiento es un cambio continuo de posicin. Se conoce como movimiento completo si sabemos como se mueve cada punto del cuerpo

Movimiento rectilneo uniforme

Un movimiento es rectilneo cuando un mvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleracin es nula.

Es el cambio deposicin que experimenta un cuerpo con el tiempo, para nosotros esta posicin queda determinada por sus proyecciones sobre los tres ejes de su sistema de coordenadas rectangulares.Movimiento

Velocidad instantnea

Velocidad media

Se define como la razn del desplazamiento al tiempo transcurrido est dada por:

E la velocidad de un cuerpo en un instante dado, en un punto de su trayectoria, est dada por

En un movimiento uniforme el valor de la velocidad media ser igual en magnitud al valor de la velocidad instantnea.=

Puesto que nuestro dispositivo de medida del tiempo puede ponerse en marcha en cualquier instante, podemos hacer t1=0 y t2 a un tiempo cualquiera t. Entonces, si X0 es la abscisa cuando r=0(X0 se denomina posicin inicial) y X es la abscisa en el instante, la ecuacin anterior seria:

=x-x0)=VT

5. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Computadora personal con programa PASCO CapstonTM instalado Regla obturadora(Cebra)

Interface 850 universal Interface Varilla (3)

Sensor de movimiento rotacional polea

Foto puerta con soporte Pesas con portapesas

Mvil PASCAR Cuerda

Imagen1: Materiales usados en el laboratorio

6. PROCEDIMIENTOS Y RESULTADOS6.1- Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado (MRUV)Ingrese al programa Pasco CapstonTM, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocer el sensor de movimiento rotacional previamente insertado a la interface 850 universal.El sensor de movimiento rotacionales un dispositivo que me permite calcular las variables del movimiento lineal rotacional.

Imagen2: Sensor de movimiento rotacional

Seguidamente procederemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemos doble clic sobre el icono CONFIGURACION, seleccione posicin lineal, la velocidad lineal y aceleracin lineal, adems modificamos la frecuencia de registro y la llevamos hasta 50Hz (50 LECTURAS por segundo). Seguidamente arrastramos el icono GRAFICO1, sobre los iconos velocidad y aceleracin y obtendremos un grfico de posicin, velocidad y aceleracin vs tiempo, luego hacemos el montaje de la imagen.

Imagen3: montaje para la experiencia 1, 2 y 3

Ahora coloque el mvil en la posicin inicial(a 1m de la polea)Inicie la toma de datos soltando el mvil y oprimiendo el botn INICIO en la barra de configuracin principal de Data Studio. Utilice las herramientas de anlisis del programa para determinar la velocidad media y aceleracin media.Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, luego trabaje con las masas de 40 y 70 gramos. Borre las mediciones incorrectas, no almacene datos innecesarios. No permita que el mvil golpee la poleaLlene las tablas 1, 2 y 3, calculando el error absoluto y el error porcentual, la desviacin media y desviacin estndar para cada una de las tablas.Masa del mvil: 0.002532 Kg Masa del portapesa: 0.02 KgTabla 1Con la masa de 20g

Nmero de medicin12345Prom. Total

Velocidad final(m/s)1.023m/s1.019m/s1.029m/s1.025m/s1.031m/s1.0254m/s

Aceleracin experimental promedio (m/s2)0.561m/s20.552m/s20.560m/s20.562m/s20.572m/s20.5614m/s2

Anlisis(Usando las ecuaciones de cinemtica utilizando t y d)

Velocidad final (m/s)0.9362 m/s1.0938 m/s1.0945 m/s1.0689 m/s1.0862 m/s1.05592 m/s

Aceleracin(m/s2)0.456m/s20.552m/s20.466m/s20.465m/s20.446m/s20.477 m/s2

Imagen4: Graficas y datos obtenidas por el programa a Pasco Capston

Frmula para hallar el promedio total de la velocidad final.

Frmula para hallar el promedio total de la aceleracin Experimental. Frmula para hallar la aceleracin terica. Frmula para hallar la velocidad final.

TABLA 2Con la masa de 40g

Nmero de medicin12345Prom. Total

Velocidad final(m/s)1.432 m/s1.456m/s1.458m/s1.432m/s1.482m/s1.452 m/s

Aceleracin experimental promedio (m/s2)1.102m/s21.097 m/s21.107m/s21.095m/s21.105m/s21.1012 m/s2

Anlisis(Usando las ecuaciones de cinemtica utilizando t y d)

Velocidad final (m/s)1.549 m/s1.589 m/s1.497 m/s1.562 m/s1.546 m/s1.549 m/s

Aceleracin(m/s2)1.250 m/s21.286 m/s21.278 m/s21.173 m/s21.295 m/s21.489 m/s2

TABLA 3Con la masa de 20g

Nmero de medicin12345Prom. Total

Velocidad final(m/s)1.845 m/s1.835 m/s1.846 m/s1.825 m/s1.813 m/s1.833 m/s

Aceleracin experimental promedio (m/s2)1.798 m/s21.795 m/s21.802 m/s21.805 m/s21.803 m/s21.8006 m/s2

Anlisis(Usando las ecuaciones de cinemtica utilizando t y d)

Velocidad final (m/s)1.976 m/s2.034 m/s2.065 m/s2.043 m/s2.087 m/s2.041 m/s

Aceleracin(m/s2)1.942 m/s22.025 m/s22.052 m/s22.023 m/s22.036 m/s22.0156 m/s2

6.2 Cada libreIngrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocer el sensor fotopuerta previamente insertado a la interface 850 universal Interface.

El sensor fotopuerta es un dispositivo que lleva en su interior un diodo led emisor de y otro receptor, lo cual le permite que durante la interrupcin de la luz se puedan hacer mediciones de las variables de movimiento.Seguidamente procedemos a seleccionar sensor fotopuerta +lamina obturadora, luego configuramos el sensor a fin de que sea capaz de registrar el tiempo entre bandas, la longitud de recorrido y la velocidad de cada. Indique como es constante la distancia promedio de separacin entre bandas, la cual debe medirse previamente.

Una vez calibrado el sensor arrastramos el icono Grafico sobre el icono de la fotopuerta y seleccionamos la grfica velocidad vs tiempo, luego hacemos el montaje de la imagen.

Colocamos la lmina segn observamos en el montaje, oprima el botn de inicio y suelte la cebra, cuando este pase completamente por la fotopuerta tmela evitando que impacte contra el suelo, en todos los casos la longitud ser la misma.

Llenar la tabla 4 calculando el porcentaje de error, para esto asumiremos el valor terico de 9,78 y el valor terico de la velocidad final lo calculamos usando la ecuacin de cada libre.

TABLA 4Numero de medicin12345promedio

Velocidad final(m/s)2.48 m/s2.53 m/s2.46 m/s2.58 m/s2.56 m/s2.522 m/s

Aceleracin(m/s2)9.76 m/s29.78 m/s29.52m/s29.72m/s29.85 m/s29.726 m/s2

Longitud recorrida(m)0.30 m0.30 m0.30 m0.30 m0.30 m0.03 m

Tiempo(s)0.173 s0175 s0.168 s0.181 s0.170 s0.1734 s

Masa Total (Kg)0.04 Kg

AnlisisValor TericoValor experimental% error

Aceleracin(m/s2)9.78 m/s29.726 m/s20.55%

En el siguiente caso debe adicionar una masa de 100g en el orificio de la cebra de modo similar al caso anterior llenar la tabla 5.TABLA5Numero de medicin12345promedio

Velocidad final(m/s)2.56 m/s2.48 m/s2.51 m/s2.46 m/s2.49 m/s2.50 m/s

Aceleracin(m/s2)9.85 m/s29.77 m/s29.73m/s29.79m/s29.74 m/s29.776 m/s2

Longitud recorrida(m)0.30 m0.30 m0.30 m0.30 m0.30 m0.30 m

Tiempo(s)0.175 s0.164 s0.182 s0.172 s0.168 s1.722 s

Masa Total (Kg)0.09 Kg

AnlisisValor TericoValor experimental% error

Aceleracin(m/s2)9.78 m/s29.776 m/s20.041%

7. Cuestionario7.1 Segn el proceso Movimiento Rectilneo Uniforme Variado MRUV responda:7.1.1 En cada caso Cul es la diferencia entre el valor terico y el valor experimental de la aceleracin? A qu se debe dicha diferencia?Caso1: Aceleracin del valor experimental= 0.5614 m/s2Aceleracin del valor terico= 0.477m/s2Caso2: aceleracin Aceleracin del valor experimenta=1,1012 m/s2Aceleracin del valor terico=1.489 m/s2Caso3: aceleracin Aceleracin del valor experimenta=1.8006 m/s2Aceleracin del valor terico=2.0156 m/s2Hay un error por los instrumentos de medicin que se utilizaronSe encontr un error tambin por la forma en que se trabaj con una regla que no nos da mucha precisin7.1.2 Usando los datos del montaje y la aceleracin experimental encontrada, exprese su ecuacin posicin, velocidad y aceleracin.

7.1.3 Describa las caractersticas del montaje que permite justificar su clasificacin como movimiento rectilneo con aceleracin constante. Laaceleraciny lafuerza resultantesobre la partcula son constantes. Lavelocidadvara linealmente respecto del tiempo. Laposicinvara segn una relacin cuadrtica respecto del tiempo.7.1.4 En qu medida la fuerza de friccin afecta a la experiencia? JustifiqueAmbas introducen fuerzas que deben ser consideradas en el problema para determinar el movimiento resultante.

La friccin siempre se opone al movimiento, y suele venir caracterizada por un coeficiente de friccin cuyas propiedades dependen del tipo de movimiento.

Cuando se trata de un desplazamiento de un objeto sobre una superficie, el coeficiente suele ser un nmero adimensional que relaciona la fuerza de friccin con la fuerza que ejerce el objeto contra la superficie.

Es decir, si la fuerza que el objeto hace contra la superficie es Fp y el coeficiente es c, la fuerza de rozamiento ser Fr = c* Fp. En este caso adems la Fp suele ser igual al peso multiplicado por el coseno del ngulo de inclinacin de la superficie.7.1.5 Muestre y analice tres aplicaciones de MRUV a su especialidad1.-Un cuerpo es lanzado hacia arriba con una velocidad inicial v0=30m/s. considerar que g=10m/s2 y se desprecia la resistencia del aire a) Cul ser la velocidad de un cuerpo 2.0s despus del lanzamiento?

La velocidad estar dada por , y como el movimiento es retardado tenemos a=-10m/s2. Entonces

b) Cunto tarda el cuerpo en llegar al punto ms alto de su trayectoria?En el punto ms elevado tenemos , y as la ecuacin donde 2.-Un automvil corre a una velocidad de 10 m/s en el momento que el conductor pisa el acelerador .Esto ejercer sobre el auto una aceleracin constante que aumenta su velocidad a 20 m/s en 5.0s. Considrese t=0 el instante en que el manejador pisa el acelerador:De manera que:a) Cul es la aceleracin del automvil?En el instante t=0 tenemos y en el instante t=5.0s s , se tiene que . Entonces aplicando estos valores en la ecuacin tenemos:donde =2.0Como la unidad de distancia que se empleo fue 1m, y la de tiempo, 1s, resulta que

b) suponiendo que el auto mantuviera esta aceleracin hasta el instante Cul es la velocidad en este momento?Empleando una vez ms la ecuacin Tenemos:

7.2 Segn el proceso cada libre responda5.2.1 segn lo obtenido en la tabla 4 y tabla 5 represente las ecuaciones de posicin y velocidad en cada experienciaExperiencia 1 Ecuacin de la posicin Ecuacin de la velocidad

Experiencia 2Ecuacin de la posicin Ecuacin de la velocidad

7.2.2 Explique segn los datos obtenidos en el experimento Cul es la evidencia que verifica que la cada de los cuerpos no depende de su masa?En la cada libre ideal, se desprecia la resistencia aerodinmica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasara en el vaco. En esas condiciones, la aceleracin que adquirira el cuerpo sera debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su masa; por ejemplo, si dejramos caer una bala de can y una pluma en el vaco, ambos adquiriran la misma aceleracin, g\, que es la aceleracin de la gravedad.

7.2.3 Despreciando las dimensiones de la regla en el experimento, pronostique su posicin y velocidad en el instante 5 y 6 segundos de su cada LABORATORIO DE FISICA IIPFR

Pgina 1/2

Tiempo 5

/s

122.25mTiempo 6

7.2.4 Para el experimento Son despreciables los efectos de la fuerza de friccin con el aire? FundamenteNo por que se da en todos los medios conocidos (slidos, lquidos y gaseosos). Atendiendo a que las superficie de los cuerpos en contacto no son idealmente lisas es imposible desaparecer esta fuerza, que en unos casos resulta necesaria reducir y en otros aumentar, ya que la friccin es una fuerza con sentido contrario a la fuerza aplicada.7.2.5 Qu causas se puede atribuir al porcentaje de error?La precisin de los instrumentos de medicinPor problemas de tupo visualLa inadecuacin del aparato de medida, del observador o del mtodo de medida propiamente dicho.

7.2.6 Exprese las ecuaciones de Cada Libre considerando los valores obtenidos

8. APLICACIN UTILIZANDO MATLAB9. OBSERVACIONES El presente laboratorio se desarroll con el programa PASCO CapstonTM, siendo la segunda vez que se utiliz este programa de manera que se nos dificulto al momento de hacer la configuracin, necesitando la ayuda del docente encargado del laboratorio. Una vez que se fueron entregados todos los materiales, se observ que la regla destinada para este laboratorio no fue la comn, sino una regla especialmente para el presente laboratorio. Antes de realizar las experiencias destinada para el presente laboratorio, se tuvo que pesar el Mvil PASCAR para la primera experiencia y la regla cebra juntamente con la barra de aluminio para la segunda experiencia. Al realizar el primer montaje para la primera experiencia, se observ que el Mvil PASCAR deba estar a la misma altura que la Polea, de manera que al mirar estas deban estar en forma de una recta horizontal. La primera experiencia se tuvo que realizar con una masa de 10 gr, esto se dificulto mucho ya que la masa era muy poco y no nos permita obtener valores ms exactos, de manera que se pas a realizar con una masa de 20 gr. Para la experiencia de cada libre, se adiciono una barra de aluminio, de manera que esta sea pegada a la regla obturadora (cebra), esto se realiz con el objetivo que los valores obtenidos por el programa sean ms exactas.

10. CONCLUSIONES

El Movimiento Rectilneo Uniforme Acelerado (MRUA) o tambin conocido como Movimiento Rectilneo Uniforme Variado (MRUV), es aquel en la que un mvil se desplaza sobre una trayectoria con aceleracin constante. En el presente laboratorio se comprob prcticamente, mediante la cada libre y el mvil que es acelerada por una fuerza constante. Las relaciones matemticas que emplearemos para el presente laboratorio sern las siguiente: V=S/t, mientras ms uno recorra una distancia en un intervalo de tiempo, aumentara la velocidad. S=V. t, mientras ms aumente el tiempo de desplazamiento aumenta el espacio. T = V/S mientras ms sea el recorrido a una velocidad constante el tiempo aumenta Se logr obtener valores y calcularlos con respecto a la aceleracin de la gravedad, utilizando los sensores destinados para cada experiencia. La experiencia de cada libre se realiz en dos formas, primeramente solo con la regla obturadora y seguidamente la regla juntamente con la barra de aluminio, obteniendo valores semejantes por el sensor para ambos casos. De esta manera se logr comprobar lo dicho tericamente, que la cada de un cuerpo no depende de su masa sino de la gravedad y altura.11. BILIOGRAFIA E INFOGRAFIA11.1 Bibliografa Se extrajo informacin sobre cinemtica de:Libro de Fsica del autor Raymond A.Serway, Volumen 1. Sptima edicin. Se extrajo informacin sobre el procedimiento , cuestionario y materiales de:Gua de Fsica II laboratorio de Tecsup 2014.11.2Infografia Se extrajo informacin para el fundamento terico de :http://es.wikipedia.org/wiki/Cinem%C3%A1ticahttp://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/teoria/A_Franco/cinematica/cinematica.htm