VELOCIDAD Y ACELERACION

MAYBY YARIXA TOVAR LOPEZ COD. 20141128046ADRIANA MOSQUERA LOSADA COD. 20141128265MARLLY LILIANA GONZALEZ GALINDO COD. 20132120831

TRABAJO PRESENTADO EN LA ASIGNATURAFISICA BASICACODIGO BFEXCN03 125826 GRUPO 02PROFESOR: RIVERA F, NELSON

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE CIENCIAS EXACTASPROGRAMA DE MATEMATICAS APLICADANEIVA, ABRIL 232015 CONTENIDO

RESUMEN ELEMENTOS TEORICOS MATERIALES PROCEDIMIENTO RESULTADOS TABLAS DE DATOS TOMADOS Y PROCESADOS GRAFICAS ALISIS DE RESULTADOS CONCLUCIONES BIBLIOGRAFIA

LISTA DE TABLAS1. Tabla N 1 movimiento con aceleracin constante

LISTA DE FIGURAS

1. Figura N1 ejemplo de posicin 2. Figura N2 ejemplo de aceleracin

LISTA DE GRAFICAS 1. Grafica N1 Velocidad de un motociclista 2. Grafica N2 Desplazamiento

1. RESUMEN

Determinar la relacin funcional entre las cantidades fsicas: velocidad v aceleracin a y tiempo t, que describe el movimiento de un carro dinamico modelado como una particula bajo aceleracin constante en una dimensin, se tiene que:

Esta expresin permite determinar la velocidad del objeto (carro dinamico) en cualquier tiempo t, conociendo la velocidad inicial del objeto () y su aceleracin ().

ELEMENTOS TEORICOS

SISTEMA DE REFERENCIA En fsica clsica un sistema de referencia cartesiano se define por un par (P,E), donde el primer elementoPes un punto de referencia arbitrario, normalmente perteneciente a unobjeto fsico, a partir del cual se consideran lasdistanciasy las coordenadas deposicin. El segundo elementoEes un conjunto deejes de coordenadas. Los ejes de coordenadas tienen como origen de coordenadas en el punto de referencia (P), y sirven para determinar la direccin del cuerpo enmovimiento(o expresar respecto a ellos cualquier otra magnitud fsica vectorial o tensorial).Un tercer elemento es el origen en eltiempo, un instante a partir del cual se mide el tiempo. Este instante acostumbra a coincidir con un suceso concreto. En cinemtica el origen temporal coincide habitualmente con el inicio del movimiento que se estudia.

Figura 1 POSICION En fsica, laposicinde una partcula indica su localizacin en el espacio o en el espacio-tiempo. Se representa mediante sistemas decoordenadas.Enmecnica clsica, la posicin de unapartculaen el espacio se representa como unamagnitud vectorialrespecto a un sistema de coordenadas de referencia.

Par determinar la posicin de un cuerpo, se remplaza el cuerpo por un punto y su localizacin o distancia al origen del eje x determina su posicin.El movimiento de una partcula, est determinado por los cambios de posicin y tiempo cada vez que una persona u objetos se mueven de un lugar a otro realiza un cambio de posicin.

Figura N 1 Ejemplo de posicin En cambio de una posicin de una partcula que se mueve en el eje x (figura N1) se llama desplazamiento y se define mediante la siguiente expresin

Representa la posicin final y la posicin inicial RAPIDEZ MEDIA Cuando una particula esta en movimiento, su rapidez media se define en forma general, como la relacin entre la distancia total recorrida y el tiempo transcurrido: Se representa con la siguiente ecuacin:

UNIDAD DE VELOCIDAD

La velocidad se puede expresar como la relacin entre la velocidad del desplazamiento y el intervalo del tiempo durante el cual ocurri este desplazamiento

Si ocurre en un instante de tiempo muy pequeo cercano a cero ,Entonces se le llama velocidad instantnea. Esta es la velocidad que lleva un cuerpo en un punto de su trayectoria en un tiempo dado. ACELERACION Laaceleracines laaccin y efecto de acelerar(aumentar la velocidad). El trmino tambin permite nombrar a lamagnitud vectorial que expresa dicho incremento de la velocidad en una unidad de tiempo (metro por segundo cada segundo, de acuerdo a su unidad en elSistemaInternacional).La aceleracin puede sernegativa; en estos casos, la magnitud expresara unadisminucinde la velocidad en funcin deltiempo.Es importante distinguir entre lavelocidad(que refleja cmo cambia la posicin de un cuerpo respecto al tiempo) y la aceleracin (que seala cmo ha variado dicha velocidad). La aceleracin menciona cmo cambia la velocidad, no cmo es la velocidad: un cuerpo que se desplaza a gran velocidad puede tener una aceleracin muy pequea. La aceleracin se define como la relacin entre el cambio de la velocidad y la variacin del tiempo en que ocurre tal cambio. S e expresa:

Segn la ecuacin , las unidades de aceleracin son:

Figura N2 Ejemplo de aceleracin

DESPLAZAMIENTO En una grfica de la velocidad en funcion del tiempo, el rea bajo a grafica corresponde al desplazamiento del mvil por ejemplo si la grfica, que ilustra la velocidad de un motociclista en funcion del tiempo es la representada en la (Grafica N1)

Grafica N1 Velocidad Del Motociclista

Podemos establecer su desplazamiento durante los primeros 5 segundos calculando el rea bajo la recta comprendida en el intervalo de 0 a 5 segundos

Grafica N2 Desplazamiento Esta rea representa la distancia total recorrida por el moticiclista por los primeros 5 segundos teniendo en cuenta que se trata de un trapecio ( Figura N 5) el rea sombreada ser.

40m/s

5 sg225 km

50m/s 2. MATERIAL UTILIZADO

Un carro dinmico Un registrador de tiempo (ticmetro) Una cinta registradora Una Prensa de banco Una regla de un metro de longitud Una tabla de madera de 1.20 m Dos varillas Una nuez noble

PROCEDIMIENTO

1. Para esta prctica, se debe realizar un montaje como el indicado en la figura N 5 se debe ajustar la inclinacin de la tabla unos 15 grados con relacin al mesn 2. Para que la cinta registre los puntos se debe adherir al carro dinmico mediante cinta pegante. El carro dinmico se debe ubicar inicialmente en la posicin ms cercana al ticmetro 3. Una vez que se ha conseguido la posicin correcta del carro y la cinta, se adiciona el ticmetro al mismo tiempo que se deje rodar el carro. El movimiento del carro quedara registrado en la cinta Figura N 6 4. Observe detenidamente la cinta. La separacin de las marcas no son iguales. Cada marca representa 1 tic. 1 Tic es el intervalo de tiempo entre dos marcas consecutivas y es equivalente a 1/60 de segundo.5. Marque 10 intervalo en la cinta cada uno de 1/20 de segundos ( cada 3 tic o marcas ) tal como lo muestra la Figura N7 Como , los la unidad de tiempo es de un veinteavos de segundo. 6. Mida en ancho de cada intervalo (x1, x2, x3 , etc.) y antelo en m en la Tabla N1 ( mirar el anexo al final) 7. Calcular para cada intervalo a velocidad media ( mirar el anexo al final )8. Construya en papel milimetrado una grfica de velocidad media en funcion del tiempo t. indique en los ejes la mismas escalas de la tabla N1 ( de esta manera se evita realizar operaciones aritmticas innecesarias 9. Teniendo en cuenta que en la mitad de cada intervalo de la grfica de velocidad media versus tiempo, la velocidad media debe ser igual a la velocidad instantnea, marque este punto en cada intervalo y luego trace una lnea recta uniendo el mayor nmero de puntos posibles. Esta lnea representa la grfica de velocidad instantnea versus tiempo 10. A continuacin determine la aceleracin , calculando la pendiente de la grfica de velocidad instantnea versus tiempo ( no olvide tener en cuenta las escalas de los ejes )11. Tomando el valor de la velocidad inicial en el grafico velocidad instantnea versus tiempo ( no olvide que la lectura est afectada por el factor de escala ), determine la ecuacin que relacin la ecuacin v y el tiempo

PARA COMPROVAR LA VALIDES DE SU TRABAJO 12. Realice una grfica de velocidad en funcion del tiempo para calcular la velocidad en cada intervalo, utilice la ecuacin c con los valores de la velocidad y la acelera obtenidos en los numerales 9 y 10 13. Calcule el rea bajo la grfica obtenida en el punto anterior Qu representa fsicamente este resultado? comprelo con la distancia recorrida por el carro dinmico durante los 10 intervalos registrada en la cinta y que sirve de base para esta prctica cmo son? que se concluye? Para calcular la velocidad media, se divide cada intervalo de longitud por el tiempo empleado en recorrerlo Para este caso el tiempo es de s en todos los intervalos.

3. RESULTADOS1. Montaje con las indicaciones dadas.

Intervalo de tiempo

Ancho de cada intervalo Velocidad Media

14,5m0.9

25m1,0

36.5m1,3

47.5m1,5

59m1,8

610m2,0

711m2,2

813.5m2,7

915m3,0

1016.5m3,3

Tabla de velocidad media vs tiempo(3,1.4)

ANALISIS DE RESULTADOS En la figura n se muestra una grafica velocidad vs tiempo para una particula (carro dinmico) que se mueve con aceleracin constante, construida a base de la informacin de la tabla 1. La grafica es una lnea recta, cuya pendiente es la aceleracin.Se lee la velocidad inicial en el grafico y se calcula la pendiente de la recta teniendo en cuenta las escalas indicadas en la grafica. La ecuacin que relaciona la velocidad y el tiempo:

Gracias a esta podemos conocer la velocidad de la particula en cualquier tiempo anterior.Se alcula el rea de la grfica de velocidad en funcin del tiempo en el intervalo de 0 a 10/20 segundo, hay que tener en cuenta que la figura que se forma bajo la curva de v-t es un trapecio. De acuerdo con esto se tiene que:

Este resultado se compara con la distancia recorrida por el carro en los primero 10/20 registrada en la cinta.Como se puede observar el valor de la distancia medido en la cinta durante el intervalo indicado no difiere mucho del valor obtenido al calcular el rea bajo la curva de velocidad lo que permite demostrar la validez de la experiencia

CONCLUSINEl grafico de la figura n permite ver con claridad como varia la velocidad de una particula en funcin de su tiempo si se mueve con aceleracin constante. El grafico representa una lnea recta que tiene como pendiente a ax.Cuando un cuerpo se mueve con aceleracin constante a lo largo de una trayectoria unidimensional, su velocidad cambia con la misma proporcin durante todo el movimiento. Como es una situacin muy frecuente se toma como un modelo de anlisis: la particula bajo aceleracin constante.

BIBLIOGRAFIA - Investiguemos 10. Fsica editorial voluntad. Resnick-Halliday. Toma I. Mecnica. Ediciones revert. AVENDAO, Alvaro; DUARTE, Mario y PERALTA, Clotario, gua de laboratorio Fisica Mecanica, Universidad Surcolombiana, 2007.