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Informe de Laboratorio: Cinemática - Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado (MRUV), Exámenes de Física

Este informe de laboratorio describe un experimento para estudiar el movimiento rectilíneo uniforme variado (mruv) de un móvil. Se analizan conceptos como velocidad media, velocidad instantánea y aceleración, utilizando una rueda de maxwell y un plano inclinado. Se incluyen tablas de datos, gráficos y cálculos para determinar las características del movimiento.

Tipo: Exámenes

2023/2024

Subido el 12/09/2024

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anthony-david-rafael-hoyos 🇵🇪

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INFORME DE LABORATORIO N°01
CINEMÁTICA
OBJETIVO TEMÁTICO:
Estudio del Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado (MRUV) de un móvil.
OBJETIVO ESPECÍFICO:
Hallar la velocidad media, velocidad y aceleración instantánea de un móvil.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Velocidad media o promedio:
Se calcula como el desplazamiento promedio por unidad de tiempo,
durante un cierto intervalo.
Velocidad instantánea:
Se calcula de la misma forma que la velocidad media, con la diferencia de
que el intervalo sea demasiado pequeño. En lenguaje matemático, es el
límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.
Aceleración media o promedio:
Se calcula como el cambio de velocidad por unidad de tiempo, durante un
cierto intervalo.
Aceleración instantánea:
Es el límite de la aceleración media cuando el intervalo de tiempo tiende
a cero.
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¡Descarga Informe de Laboratorio: Cinemática - Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado (MRUV) y más Exámenes en PDF de Física solo en Docsity!

INFORME DE LABORATORIO N°

CINEMÁTICA

• OBJETIVO TEMÁTICO:

Estudio del Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado (MRUV) de un móvil.

  • OBJETIVO ESPECÍFICO: Hallar la velocidad media, velocidad y aceleración instantánea de un móvil.
  • FUNDAMENTO TEÓRICO: ✓ Velocidad media o promedio: Se calcula como el desplazamiento promedio por unidad de tiempo, durante un cierto intervalo. ✓ Velocidad instantánea: Se calcula de la misma forma que la velocidad media, con la diferencia de que el intervalo sea demasiado pequeño. En lenguaje matemático, es el límite de la velocidad media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero. ✓ Aceleración media o promedio: Se calcula como el cambio de velocidad por unidad de tiempo, durante un cierto intervalo. ✓ Aceleración instantánea: Es el límite de la aceleración media cuando el intervalo de tiempo tiende a cero.

• MATERIALES Y EQUIPOS:

✓ Rueda de Maxwell como móvil. ✓ Tablero de madera con su riel. ✓ Cinta Masking Tape. ✓ Nivel de burbuja. ✓ Regla graduada Víctor (sensibilidad = 1 mm) ✓ Cronómetro Casio (sensibilidad = 0,01 s)

  • PROCEDIMIENTO CONSTRUCTIVO: ✓ Construir un plano inclinado con ayuda del tablero de madera y el riel. ✓ Graduar la horizontalidad del tablero con ayuda del nivel de burbuja. ✓ Pegar la cinta en el riel y marcar las distancias que serán recorridas.
  • PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: ✓ Hacer pruebas con el movimiento del móvil. ✓ Construir un tablero que contenga las distancias recorridas y el tiempo que se demoró el móvil en pasar por cada punto. ✓ Soltar el móvil y cronometrar el tiempo en que es recorrido cada distancia, para luego ubicarlo en la tabla. ✓ Construcción de una gráfica posición vs tiempo. ✓ Usar el método de los mínimos cuadrados y hallar la ecuación que gobierna al movimiento. ✓ Con los datos obtenidos en el primer tablero, hallar las velocidades medias en cada intervalo y realizar un gráfico. ✓ Hallar la velocidad instantánea en C y luego compararla con el valor obtenido de la derivación respecto al tiempo de la ecuación de la posición. ✓ Graficar la velocidad instantánea en función del tiempo y hallar la aceleración del móvil.
  • DATOS EXPERIMENTALES: TABLA N°1: Intervalo Punto t(s) t(s) t(s) t(s) promedio Δx(cm) AA 0 0 0 0 0 0 AC 1 10.74 10.42 11 10.72 10. AB1 2 12.66 13.29 12.88 12.94 15. AB2 3 15.8 15.98 16.49 16.09 20. AB3 4 17.8 17.31 17.82 17.64 25. AB4 5 18.97 18.45 19.15 18.86 30. AB5 6 20.97 20.99 20.37 20.77 35. AB6 7 21.69 21.48 22.2 21.79 40. AB 8 23.02 23.42 23.35 23.26 45.

• CÁLCULOS:

VELOCIDAD MEDIA:

✓ Extrapolando para hallar la velocidad instantánea en el punto C (𝑉𝐶): x = 0 y = 0.0706(0) + 1. y = 1.8308 ⇒ 𝑉𝐶= 1. ✓ Derivando respecto al tiempo la ecuación de la posición (α): v(t) = 𝑑𝑟(𝑡) 𝑑𝑡 = 0.1654t + 0. 𝑉´𝐶 = 1. INTERVALO (^) Δx (cm) Δt (s) Vm = Distancia/ Δt (cm/s) CB1 (^) 5.05 2.22 2. CB2 (^) 10.05 5.37 1. CB3 (^) 15.1 6.92 2. CB4 (^) 20.1 8.14 2. CB5 (^) 25.05 10.05 2. CB6 (^) 30.05 11.07 2. CB 35.1 12.54 2. y = 0.0706x + 1. 0

1

2

3 0 2 4 6 8 10 12 14

Velocidad media vs tiempo

VELOCIDAD INSTANTANEA:

Cálculo: Para un tramo AB con una 𝑣𝐴 , 𝑣𝐵 y una distancia “d” entre ambos puntos: 𝑣𝐵^2 = 𝑣𝐴^2 + 2ad ⇒ (𝑣𝐵+𝑣𝐴)( 𝑣𝐵-𝑣𝐴) = 2da … (1) Como el movimiento es uniformemente acelerado, calculamos las velocidades instantáneas 𝑣𝑖 como el promedio entre A y B en el tiempo promedio en el instante 𝑡𝑖: 𝑡𝑖 = 𝑡𝐴+𝑡𝐵 2

𝑣𝐴+𝑣𝐵 2

Reemplazando (3) en (1): 𝑣𝑖( 𝑣𝐵-𝑣𝐴) = da … (4) Además, sabemos que: 𝑣𝐵= 𝑣𝐴+a (𝑡𝐵-𝑡𝐴) … (5) Reemplazando (5) en (4): 𝑣𝑖= 𝑑 𝑡𝐵−𝑡𝐴

Usando la fórmula (10): Punto Tiempo (s) Velocidad instantánea (cm/s) A 0 0 0 C 1 10.72 1. B1 2 12.94 1. B2 3 16.09 2. B3 4 17.64 3. B4 5 18.86 3. B5 6 20.77 3. B6 7 21.79^ 4.