informe 4 - posición, velocidad y aceleración

7/24/2019 Informe 4 - Posicin, Velocidad y Aceleracin

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Laboratorio Automatizado de FsicaUNMSM

INTRODUCCIN

El trabajo que presentamos a continuacin nos centramos en eltratamiento de las variables que pertenecen al estudio delmovimiento de los cuerpos, sin importar las consecuencias, nosreferimos a la cinemtica. Durante las horas de clase se tomo apuntede datos para la prxima evaluacin de estos, el uso de una interfazcuya implementacin se vio en la sesin anterior sobre velocidadpromedio y velocidad instantnea.

Usamos el prorama llamado Data!tudio, que se encara de

tomar los datos tales como velocidad, aceleracin con la ayuda de lainternas, adems mide el tiempo en que se ejecuta la experiencia,realiza los clculos y construye las ra"cas.

El objetivo de este laboratorio es el estudio de las variablescinemticas, tales como posicin, velocidad y aceleracin.

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NDICE

I. Itroducci!"""""""""""""""""""""""######

################$

II. dice""""""""""""""""""""""##

""""""""""""##%

III. Ob&eti'os"""""""""""""""""""""#

"""""""""""####(

IV. E)*erimeto"""""""""""""""""""""""""

"""""""#(

a.) Modelo

Fsico...................3

b.)Diseo.

..5

c.)Materiales.

...6

d.) Rangos de

trabajo.....7

e.) Vari

ables Independientes...

.7

f.)Variables Dependientes...

...7



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Laboratorio N 04

Posicin, Velocidad y Aceleracin


g.)Procediiento....

.....7

h.) !"estionario..

......##

V. Coc+usioes"""""""""""""""""""""""##

""#""#####$,

VI. -ib+io.ra/a """""""""""""""#

"""""""""""##""#####$,

I#0 Ob&eti'os

Estudiar el movimiento como un cambio de posicin respecto altiempo a lo laro de una trayectoria.

II#0 E)*erimeto

A0 Mode+o Fsico#a posicin de una part$cula queda determinado por sus

proyecciones sobre los tres ejes de un sistema coordenadasrectanulares. %uando la part$cula se mueve en el espacio sobre unatrayectoria cualquiera, sus proyecciones& se desplazan la l$nea recta alo laro de los ejes. El movimiento real puede reconstruirse a partir delos movimientos de estas tres proyecciones y as$ estudiar elmovimiento de un cuerpo sobre una l$nea recta o en movimientorectil$neo.#a aceleracin instantnea es de"nida as$'



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Ecuacin01

Dv( a)t*dt++++++++++++++++.. $c"aci%n &'(nterando y aplicando condiciones iniciales' )t(- , v(-*'

v( v- at++++++++++++++++.. $c"aci%n &3(

v/( v-/ /x++++++++++++++... $c"aci%n &)(

nterando la ecuacin )0* y considerando las condicionesinciales )t(-, v(-*, tendremos que la posicin quedadeterminada por'



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++++++++..++.+... $c"aci%n &5(

#a ecuacin anterior queda representada por la posicinversus tiempo cuya curva es una parbola. #a pendiente dela tanente en el instante t(- es iual a la velocidad inicial1-y la pendiente de la tanente en el instante t es iual a ven dicho instante. Es evidente que la pendiente aumenta deforma continua y se comprueba que el aumento con eltiempo es siempre el mismo, es decir, que la aceleracin esconstante.

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-0 Dise2o

Figura 03

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Figura 04

C0 Materia+es

nterfase 23!%4 56-

%arril de aire

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!ensor de movimiento o !ensor polea inteliente

7vil

8ilo o cuerda

D0 Ra.os de Traba&oDurante las horas de clase se tomaron nota de lasdistintas medidas correspondientes a la posicin,velocidad, tiempo y aceleracin.

E) 3ariab+es Ide*edietes 4 3ariab+es De*edietesEn este caso depender de cmo se quieran tomar lasmedidas'

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3ariab+esIde*edietes

3ariab+esDe*edietes

5osici! 6 Tiem*o 3e+ocidad

3e+ocidad 6 Tiem*o Ace+eraci!

F0 5rocedimieto

M#R#U7

9.*3rme el dise:o experimental e instale el sensor de movimientoconectandolo a la interfase. %onecte la interfase al computadory a su fuente de alimentacin y enci;ndalo, lueo encienda elcomputador. 3ctive el prorama D3


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80 A9+isisMo'imieto Recti+eo Ui/orme :M#R#U0

9. Del r"co obtenido de v vs. t, determinar laaceleracin)a* y la velocidad inicial )vo*, a la que semueve el mvil. 2ara ello realice un ajuste por m$nimoscuadrados de la r"ca v vs. t.

/. 2ara comparar resultados realizar el ajuste de la r"cax vs. t empleando un polinomio del seundo orden, deeste anlisis determinar xo, vo, a. %omparar losresultados obtenidos en el paso anterior. Determinar lasecuaciones de movimiento y reistrarlos en tablas paralas comparaciones respectivas.

a* =ealizando el ajuste por m$nimos cuadrados de la ra"ca 1 vs. ? >/

$#; ;#$< ;#$< $#;$#, ;#$= ;#%< %#%,%#; ;#$> ;#(< > $%#%,$$#; ;#@? %#;? %@#,

i* 8allando la variable independiente' m

7 (

2

i

iiii

$%

yx&yx2

xxn

n

i

=eemplazando los valores del cuadro, se tiene'

m ( 25%2.'#$ %11.''$%'."#$

5%2".5'$ %11.''$

m ( -.-@9

ii* 8allando la variable dependiente' b

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b (

22

2

$% i

iiii

xxn

yxxYXi

i

b ( 2%2".5'$%'."#$&%2.'#$%11.''$

5%2".5'$&%11.''$

b ( -.999

Entonces la ecuacin queda de la siuiente manera'

y ( mx b

*( -.-@9+ -.999

E+ mo'imieto es MRU etoces +a ace+eraci! es u+a#La 'e+ocidad iicia+ es ;#$


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Mo'imieto Recti+eo Ui/ormemete 3ariado:M#R#U#30

1. Del r"co obtenido de v vs t, determine la aceleracin

)a* y la velocidad inicial )1-* a la que se mueve el mvil.2ara ello realice un ajuste de m$nimos cuadrados de lar"ca v vs t.

2. 2ara comparar sus resultados realice un ajuste de lar"ca x vs t empleando un polinomio de seundoorden. De este anlisis usted debe determinar >-,1-y a.%ompare sus resultados con los obtenidos en el pasoanterior. Determine las ecuaciones del movimiento yre$strelos en la tabla /

a* 3justando la r"ca > vs. < a un polinomio de seundo orden'Se tiee +a si.uiete tab+a7

(x/

Distancia?

>? >/

$#;; ;#


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b ( 2%253.12$%3.33$&%22.35$%2".5'$

5%253.12$&%2".5'$

b ( -.060

Entonces la ecuacin queda de la siuiente manera'

y ( mx/ b

*( -.-@5+/ -.060

E+ mo'imieto es MRU etoces +a ace+eraci! es u+a#La distacia iicia+ es ;#


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':mBs%0

t:s0


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tiene su"ciente ener$a para llear hasta usted, la luz reFejada notiene su"ciente ener$a para viajar todo el trayecto de rereso alluar donde se oriin.#as pistolas de radar de la polic$a pueden ver a un veh$culo al

transmitir un impulso por microondas. #ueo, ;stas usan el EfectoDoppler' la frecuencia del impulso transmitido es comparadacon la frecuencia del reeo ! la "elocidad se calcula alutili#ar la diferencia entre ambos.

La 'e+ocidad se ca+cu+a cuado u im*u+so es reJe&ado e e+ trasmisor de

RADAR#

Esa es la idea detrs de los detectores de radar. Estosbuscan los rayos de radar y los encuentran antes de que puedanemitir el su"ciente reFejo para iluminarlo a usted. #os detectoresusan alo llamado recepcin !uperheterodina para lorar esto. #osdetectores de radar son, esencialmente, receptores de radio demicroondas que producen ruido o emiten luces cuando sienten unase:al de entrada en frecuencias espec$"cas. #a recepcin!uperheterodina permite la deteccin de radares en curvas o del otrolado de monta:as y extiende el intervalo de deteccin hacia adelante

>#0 1a.a ua descri*ci! de+ /ucioamieto de+ radar 4 e+soar#

Radar, sistema electrnico que permite detectar objetos fuera delalcance de vista y determinar la distancia a que se encuentranproyectando sobre ellos ondas de radio. #a palabra GradarHcorresponde a las iniciales de Iradio detection and raninJ.El radar,

que desinaba diversos equipos de deteccin, fue utilizado por lasfuerzas aliadas durante la Kuerra 7undial. Lo slo indicaba la

http://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/learningcenter/car/radar_glossary.html#superheterodynehttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569907/Radio.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569907/Radio.htmlhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/learningcenter/car/radar_glossary.html#superheterodyne


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presencia y distancia de un objeto remoto, denominado objetivo, sinoque "jaba su posicin en el espacio, su tama:o y su forma, as$ comosu velocidad y la direccin de desplazamiento. 3unque en susor$enes fue un instrumento b;lico, hoy se utiliza ampliamente para

"nes pac$"cos, como la naveacin, el control del tr"co a;reo, ladeteccin de fenmenos meteorolicos y el seuimiento deaeronaves.

Fucioamieto de+ Radar7 #as ondas de radio se desplazanaproximadamente a @--.--- MmAs, la velocidad de la luz. #os equiposde radar estn compuestos por un transmisor, una antena, unreceptor y un indicador. 3 diferencia de la radiodifusin, en la que eltransmisor emite ondas de radio que son captadas por el receptor, los

transmisores y receptores de radar suelen hallarse juntos. Eltransmisor emite un haz de ondas electroman;ticas a trav;s de unaantena, que concentra las ondas en un haz coherente apuntando enla direccin deseada. %uando las ondas chocan con un objeto que sehalla en la trayectoria del haz, alunas se reFejan y forman una se:alde eco. #a antena capta la ener$a contenida en dicha se:al y la env$aal receptor. 7ediante un proceso de ampli"cacin y tratamientoinformtico, el receptor del radar enera una se:al en el dispositivode visualizacin, por lo eneral una pantalla de ordenador ocomputadora

Soar, es la abreviatura de !ound Laviation 3nd =anin, lossonares son de uso oceanor"co& y al iual que lo hacen los radarescon las ondas de radio en el aire, los sistemas de sonar utilizan lareFexin de las ondas de sonido en el aua. #a tecnolo$a de sonar,no es nica de la desarrollada sociedad humana& los del"nes, y losmurci;laos, utilizan una t;cnica llamada eco ubicacin, que lesayuda a detectar el alimento, evitar obstculos y a comunicarse.

#os oceanrafos obtienen imenes del suelo ocenico para mapeobatim;trico usando sonares de imenes de medicin lateral. El

instrumento clave en el sistema de sonar es el transductor, que secoloca sujeta al barco en la parte trasera& un transductor, es comouna antena !#3= )radar*, que emite impulsos de ondas acsticas yrecoe la ener$a reFejada de devuelta,por los elementos del fondomarino. #a ener$a recibida es convertida en una se:al el;ctricacontinua. Esta se:al es transmitida por un cable al instrumento derabacin, en el barco. #as se:ales rabadas, son convertidas avalores diitales que se raban en cintas man;ticas, o pasadas a unsistema de imenes para mapas en papel.

Existen dos tipos bsicos de sonares'

http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761574467/Navegaci%C3%B3n.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761579230/Luz.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761555000/Antena.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761563087/Ordenador.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761563087/Ordenador.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761574467/Navegaci%C3%B3n.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761579230/Luz.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761555000/Antena.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761563087/Ordenador.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761563087/Ordenador.html


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Soares de su*ercie7Utilizan transductores colocados cerca de lasuper"cie, para crear imenes de randes secciones del lechomarino a baja resolucin& es decir que pueden producir mapas deescalas medias y bajas. Este tipo de sonares, puede trabajar haciendo

un barrido horizontal de @/ Milmetros y utilizan impulsos de bajafrecuencia )N.O-- 8ertz*, que se pueden escuchar como sonidos unpoco ms audos que la ltima tecla de la escala en un piano.

Soares de *ro/udidad7 4peran en auas poco profundas. Eltransductor es colocado cerca del lecho marino y as$ se obtienenimenes de alta resolucin de peque:as reas. !e utilizan pararandes escalas. El barrido lateral de este tipo de sonares puede serhasta de 9.N Milmetros y se utilizan cortos impulsos ultrasnicos auna frecuencia de alrededor de 9--.--- 8ertz .

III#0 Coc+usioes

a* !e pudo estudiar el comportamiento de un mvil en un7.=.U.1., analizando las r"cas de x vs. t, v vs. t y a vs.t.

b* !e pudo determinar la inFuencia de la aceleracin en el7.=.U.1.2ara mayor aceleracin' mayor curvatura en la r"ca xvs. t y mayor pendiente en la r"ca v vs. t.

I3#0 -ib+io.ra/a

5a.ias Keb7

http'AAes.BiMipedia.orABiMiA3celeraciP%@PQ@n

http'AABBB.cienciaR"ccion.comAlosarioAsAsonar.htm

8ttp'AABBB.crutch"eldenespanol.comAcrutch"eldAenesAS/0&http'AABBB.crutch"eldadvisor.comA!E4RrbtcspdAlearnincenterAcarAradar.html

http'AAes.encarta.msn.comAencyclopediaT5N96N6NOA=adar.html

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http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3nhttp://www.ciencia-ficcion.com/glosario/s/sonar.htmhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569568/Radar.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3nhttp://www.ciencia-ficcion.com/glosario/s/sonar.htmhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://www.crutchfieldenespanol.com/crutchfield/enes/?24;http://www.crutchfieldadvisor.com/ISEO-rgbtcspd/learningcenter/car/radar.htmlhttp://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761569568/Radar.html


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Libros7

Fsica 8eera+ co E)*erimetos Seci++os3ntonio 7ximo =ibeiro da #uz y Qeatriz 3lvarenaVlvares4xford University 2ress0ta edicin mpreso en 7;xico en 7ayo /--/2s. 5/ R 50

Fsica I 6 Teora 4 5rob+emas Resue+tos8umberto #eyva Laveros7oshera !.=.#.

@ra edicin mpreso en #ima en /--02s. 5N

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