experiencias laboratorio

1. Universidad autónoma “Gabriel Rene Moreno”
Laboratorio de física
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
TEMA: CINEMATICA
1. OBJETIVOS
Verificar experimentalmente que la suma de las fuerzas, que están
actuando sobre un cuerpo da una resultante nula, el cuerpo pertenece en
reposo o se mueve con velocidad constante.
2. FUNDAMENTO TEORICO
Cuando un cuerpo está en reposo o moviéndose con velocidad constante
sobre una trayectoria rectilínea, la resultante de todas las fuerzas
actuando sobre él es nula.
El principal problema es resolver es la compensación de las fuerzas
presentes de modo que la fuerza resultante es nula. Estas fuerzas son: la
fricción entre el carro por el carril.
Cuando el carril inclinado el peso del carro produce una fuerza paralela al
carril, mayor que la fuerza de
fricción, lo que provoca, que el
carro se mueva abajo del carril
con velocidad variable,
(movimiento acelerado). Por el
otro lado, si el carril esta
horizontal o muy poco inclinado,
las fuerzas de razonamiento son
mayores y el carro no se mueve.
Por lo tanto, debemos buscar
aquella inclinación del carril para
la cual las fuerzas actuantes se compensan mutuamente (resultante nula)
y uniforme, debemos medir su velocidad en varios trechos de su recorrido
sobre el uniforme, debemos medir su velocidad en varios trechos sobre
el carril.
EXPERIENCIA 5

2. La cinemática (del griego κινέιν kinéin 'mover, desplazar') es la rama de
la mecánica que describe el movimiento de los objetos sólidos sin
considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita,
principalmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. Para
ello utiliza velocidades y aceleraciones, que describen cómo cambia la
posición en función del tiempo. La velocidad se determina como el
cociente entre el desplazamiento y el tiempo utilizado, mientras que la
aceleración es el cociente entre el cambio de velocidad y el tiempo
utilizado.
El vocablo cinemático fue creado por André-Marie Ampère, quien
delimitó el contenido de esta disciplina y aclaró su posición dentro del
campo de la mecánica. Desde entonces, la cinemática ha continuado su
desarrollo hasta adquirir una estructura propia.
Con la teoría de la relatividad especial de Albert Einstein en 1905, se inició
una nueva etapa, la cinemática relativista, donde el tiempo y el espacio
no son absolutos, y sí lo es la velocidad de la luz.
ELEMENTOS BASICOS
Los elementos básicos de la cinemática son el espacio, el tiempo y un
móvil.
ESPACIO: En la mecánica clásica, se
admite la existencia de un espacio
absoluto, es decir, un espacio anterior
a todos los objetos materiales e
independientes de la existencia de
estos. Este espacio es el escenario
donde ocurren todos los fenómenos
físicos, y se supone que todas las leyes de la física se cumplen
rigurosamente en todas las regiones del mismo.
El espacio físico se representa en la mecánica clásica mediante un espacio
euclídeo.

3. TIEMPO: Análogamente, la mecánica clásica
admite la existencia de un tiempo absoluto
que transcurre del mismo modo en todas las
regiones del universo y que es
independiente de la existencia de los objetos
materiales y de la ocurrencia de los fenómenos físicos.
MOVIL: El móvil más simple que se
puede considerar es el punto material
o partícula; cuando en la cinemática se
estudia este caso particular de móvil,
se denomina Cinemática de la
partícula, y cuando el móvil bajo
estudio es un cuerpo rígido se lo puede considerar un sistema de
partículas y hacer extensivos análogos conceptos; en este caso se le
denomina cinemática del sólido rígido o del cuerpo rígido.
SISTEMA DE COORDENADAS
En el estudio del movimiento, los sistemas de coordenadas más útiles se
encuentran viendo los límites de la trayectoria a recorrer o analizando el
efecto geométrico de la aceleración que afecta al movimiento. Así, para
describir el movimiento de un talón obligado a desplazarse a lo largo de
un aro circular, la coordenada más útil sería el ángulo trazado sobre el
aro. Del mismo modo, para describir el movimiento de una partícula
sometida a la acción de una fuerza central, las coordenadas polares serían
las más útiles.
En la gran mayoría de los casos, el estudio cinemático se hace sobre un
sistema de coordenadas cartesianas, usando una, dos o tres dimensiones,
según la trayectoria seguida por el cuerpo.

4. TIPOS DE MOVIMIENTOS:
Movimiento rectilíneo
El movimiento rectilíneo es aquel en el que el móvil3 describe una
trayectoria en línea recta.
Movimiento rectilíneo uniforme
En el movimiento rectilíneo uniforme (MRU) el móvil se desplaza por una
recta a velocidad V constante; la aceleración a es cero todo el tiempo.
Esto corresponde al movimiento de un objeto lanzado en el espacio fuera
de toda interacción, o al movimiento de un objeto que se desliza sin
fricción.
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado o variado
En este movimiento la aceleración es constante, por lo que la velocidad
de móvil varía linealmente y la posición cuadráticamente con tiempo.
Movimiento armónico simple
Es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila a un
lado y a otro de una posición de equilibrio en una dirección determinada
y en intervalos iguales de tiempo. Matemáticamente, la trayectoria
recorrida se expresa en función del tiempo usando funciones
trigonométricas, que son periódicas.
Movimiento parabólico
El movimiento parabólico se puede analizar como la composición de dos
movimientos rectilíneos distintos: uno horizontal (según el eje x) de
velocidad constante y otro vertical (según eje y) uniformemente
acelerado, con la aceleración gravitatoria; la composición de ambos da
como resultado una trayectoria parabólica.
Movimiento circular
En la práctica es un tipo muy común de movimiento: Lo experimentan,
por ejemplo, las partículas de un disco que gira sobre su eje, las de una
noria, las de las agujas de un reloj, las de las paletas de un ventilador, etc.
Para el caso de un disco en rotación alrededor de un eje fijo, cualquiera
de sus puntos describe trayectorias circulares, realizando un cierto
número de vueltas durante determinado intervalo de tiempo.

5. Movimiento circular uniforme
Se caracteriza por tener una velocidad variable o estructural constante
por lo que la aceleración angular es nula. La velocidad lineal de la partícula
no varía en módulo, pero sí en dirección. La aceleración tangencial es
nula; pero existe aceleración centrípeta (la aceleración normal), que es
causante del cambio de dirección.
Movimiento circular uniformemente acelerado
En este movimiento, la velocidad angular varía linealmente respecto del
tiempo, por estar sometido el móvil a una aceleración angular constante.
Movimiento armónico complejo
Es un tipo de movimiento bidimensional o tridimensional que puede
construir como combinación de movimientos armónicos simples en
direcciones diferentes. Cuando una estructura se ve sometida a
vibraciones el movimiento de un punto material concreto
frecuentemente puede modelizarse por un movimiento armónico
complejo si la amplitud del movimiento es pequeña.
Movimiento de sólido rígido
Todos los movimientos descritos anteriormente se refieren a puntos
materiales concretos, o corpúsculos, es decir cuerpos físicos cuyas
dimensiones pequeñas respecto al tamaño de la trayectoria por lo que
pueden aproximarse por puntos materiales. Sin embargo, los cuerpos
físicos macroscópicos no son puntuales, en muchas situaciones el
movimiento del cuerpo como un todo, requiere una descripción más
compleja que la de asumir que todos sus puntos siguen una trayectoria
mucho mayor que las distancias entre puntos del cuerpo, por lo que la
descripción del cuerpo como punto material es inadecuada y la
cinemática del punto material es demasiado simple para describir
adecuadamente la cinemática del cuerpo.

6. 3. MATERIALES A UTILIZAR
1 carril.
4 tornillos.
2 varillas de soporte.
1 cronometro eléctrico para 200v/50Hz.
1 electroimán de retención.
2 placas de contactos.
Interconectar.
Fuente de alimentación de baja tensión.
Cable de experimentación.
Placa receptora.
Peso de hidratación.
Hilo de pescar.
CARRIL TORNILLOS VARILLAS DE SOPORTE
CRONOMETRO ELÉCTRICO
PLACAS DE CONTACTOS HILO DE PESCAR

7. CABLE DE EXPERIMENTACION
FUENTE DE ALIMENTACION
PLACA RECEPTORA PESO DE HIDRATACIÓN
INTERCONECTAR
ELECTROIMÁN DE RETENCIÓN

8. 4. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA

9. Ejercicios:
Datos:
D = 40 cm
D = 0,4 m
T = 0,74 cm
𝒗 =
𝒅
𝒕
= 𝒎/𝒔
𝒗 =
𝟎,𝟒𝒎
𝟎,𝟕𝟒𝒄𝒎
= 𝒗 = 𝟎, 𝟓𝟒 𝒎/𝒔
Datos:
D = 45 cm
D = 0,45 m
T = 0,84 cm
𝒗 =
𝒅
𝒕
= 𝒎/𝒔
𝒗 =
𝟎,𝟒𝟓𝒎
𝟎,𝟖𝟒𝒄𝒎
= 𝒗 = 𝟎, 𝟓𝟒 𝒎/𝒔
30cm 40cm
30cm 45cm

10. Datos:
D = 50 cm
D = 0,5 m
T = 0,93 cm
𝒗 =
𝒅
𝒕
= 𝒎/𝒔
𝒗 =
𝟎,𝟓𝟎𝒎
𝟎,𝟗𝟑𝒄𝒎
= 𝒗 = 𝟎, 𝟓𝟒 𝒎/𝒔
5. PRECEDIMIENTO
 El rozamiento del carro sobre el carril se compensa inclinado
ligeramente el carril. Para este fin se levanta el extremo izquierdo
hasta tal punto que una vez empujado circula uniformemente sobre
el carril. La compensación del rozamiento tiene que realizarse lo más
cuidadosamente posible.
 La placa receptora se sujeta de tal modo que la pieza de tracción actúa
sobre el carro en un trecho de unos 10 cm. En consecuencia, el carro
en los primeros 10 cm tendrá un movimiento acelerado; mientras
que, en el resto de su trayectoria, como las fuerzas están
compensadas, tendrá un movimiento uniforme (velocidad
constante).
 El trecho x a medir empieza solamente cuando la pieza de tracción
deja de actuar. Por este motivo, la escala se desplaza 10 cm a la
derecha en comparación con la posición de partida del carro.
 La tensión aplicada al imán de retención del carro tiene que ser lo más
pequeña posible con el fin de que a exista ningún magnetismo
realmente eficaz.
30cm 50cm

11.  El peso de la pieza de tracción llega a 20 p.
 Se miden los tiempos t que necesita el carro cargado con un disco
adicional de 0.5 kg para recorrer diversos tramos.
 Se repiten 5 veces cada tramo y luego se marca el tiempo del
promedio Como ayuda, otra pieza de tracción puede amentar la
velocidad del carro y ejecutar medidas de la misma forma.
 Construir una tabla similar a la siguiente:
6. CONCLUCION
Durante toda la experiencia del tema como principio pudimos observar
que había una maquina tipo como un autito, pero con un imán encima
que pues la demostración de este material era de mostrarnos en que
tiempo tocaba la primera placa de contacto ya que al tocarla iniciaba en
el cronometro eléctrico y al tocar la segunda paca esta se detenía, se
pudo observar 3 tipos de velocidades
Como también 3 tipos de espacio ya que en lo que nos dejo claro, para
hacer la medición del carril completo no se contaban los primeros 30
cm. Otro de 45 cm. Y un ultimo ejemplo de 50 cm.

12. Basándonos en estos datos de cuanto tiempo tardaban en tocar la
segunda placa se ocupo el tiempo y el recorrido para realizar los
ejercicios ya que nos pedía encontrar el tiempo y la distancia q recorría
este peso de hidratación.
Me pareció super entretenido este tema ya que se vio algo novedoso a
lo que es habitual en las clases, pudimos comprender todo el tema y
gracias la explicación de la Aux. no es difícil aprender este tipo de temas.

13. MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME
ACELERADO
TEMA: CINEMATICA
1. OBJETIVOS
 Estudiar cuantitativamente el movimiento uniforme acelerado
de un carril.
 Estudiar el concepto de la aceleración y le ley de recorridos de
tiempo.
2. FUNDAMENTOS
Velocidad. La velocidad de
una partícula es la rapidez
con la que cambia su
posición al transcurrir el
tiempo. En términos
precisos, para definir la
velocidad de un objeto
debe considerarse no sólo
la distancia que recorre por unidad de tiempo sino también la
dirección y el sentido del desplazamiento, por lo cual la velocidad se
expresa como una magnitud vectorial.
𝒗 −
∆𝒙
∆𝒕
−
𝒙₂ − 𝒙₁
𝒕₂ − 𝒕₁
si consideramos X₁ = 0 y t₁ = 0
𝒗 −
𝒙
𝒕
−
𝑫𝒊𝒔𝒕𝒂𝒏𝒄𝒊𝒂
𝑻𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐
EXPERIENCIA 6

14. la velocidad puede ser constante, variable y/o instantánea.
Velocidad constante. Se tiene, cuando la distancia recorrida por un
móvil es directamente proporcional al tiempo; o sea:
𝒙 = 𝒗 ∗ 𝒕
𝒕 =
𝒙
𝒕
𝒗 =
𝒙
𝒕
Velocidad variable. Se tiene
cuando la velocidad cambia
con el tiempo. Si la rapidez o
la dirección (o ambas)
cambian, entonces, la
velocidad cambia. No es lo
mismo rapidez constante
que velocidad constante. Por ejemplo, si un auto lleva una velocidad
de 50 km/h y después de 1 segundo el velocímetro cambia a 55 km/h
se puede decir que su velocidad varió 5 km/h en 1 segundo. En otras
palabras, el concepto de aceleración siempre se relaciona con un
cambio en la velocidad.
Velocidad instantánea. Es la
velocidad de la partícula en
un cierto instante, o en
determinado punto de su
trayectoria. Es la velocidad
media entre dos puntos de la
trayectoria en el límite en que
el tiempo (y, por ende, el desplazamiento) entre ambos puntos se
aproxima a cero. la velocidad instantánea de una partícula o cuerpo es
la variación de su posición en un determinado tiempo. Por ejemplo,

15. Si una hormiga se mueve en determinado momento 1 centímetro en
1 segundo, su velocidad instantánea habrá sido de v=x1-x0 / t1-t0 =
1cm/s.
Velocidad promedio. Cuando las velocidades de las cuales se quieren
conocer la velocidad promedio, son constantes, se mantiene que:
𝒗 −
𝒗₂ ∗ 𝒕₁ + 𝒗₂ ∗ 𝒕₂ + 𝒗₃ ∗ 𝒕₃ + 𝒌
𝒕₁ + 𝒕₂ + 𝒕₃ + 𝒌
cuando se tiene un cambio constante de velocidad, la velocidad
promedio, es la semisuma de las velocidades inicial (v₃) y la velocidad
final (v).
𝒗 =
𝒗₀ + 𝒗
𝟐
Aceleración. La aceleración de una
partícula promedio, es la semisuma
de las velocidades al transcurrir el
tiempo, la aceleración es uniforme
(constante), si su velocidad se
incrementa con el tiempo de
manera constante. Un objeto se tira
desde un balcón (entonces su
velocidad es inicial es cero) y debido
a la fuerza de la gravedad, caerá con una velocidad que irá
aumentando hasta ser máxima en el piso. Si se conoce esta velocidad
final y el tiempo que tarda en caer, podemos obtener la aceleración
(que será la de la gravedad).
𝜶 −
𝒗₂ − 𝒗₁
𝒕₂ − 𝒕₁
−
∆𝒗
∆𝒕

16. Si: 𝛼 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
𝒕₁ = 𝟎
𝒕₂ = 𝒕
𝒗₁ = 𝒗₀
𝒗₂ = 𝒗
entonces tenemos:
𝒙 = 𝒙𝟎
+ (
𝒗𝟎
+ 𝒗
𝟐
) × 𝒕
𝒙 = 𝒙₀ + 𝒗₀ × 𝒕 +
𝟏
𝟐
× 𝜶 × 𝒕²
𝒕 =
𝒗 − 𝒗₀
𝜶
𝒗 =
𝒗₀ + 𝒗
𝟐
𝒗² = 𝒗𝟎
𝟐
+ 𝟐 × 𝜶(𝒙 − 𝒙₀)
3. MATERIAL
1 carril con carro
1 peso de accionamiento 0.1 N
1 polea guía
1 recogedor
1 soporte para el carril
1 cronometro eléctrico
1 imán de retención
2 placas pequeñas de contacto
2 zócalos
1 aparato morse
1 transportador de regulación para baja tensión
Cables de experimentación.

17. PESO DE ACCIONAMIENTO
CARRIL CON CARRO
POLEA GUÍA RECOGEDOR ZÓCALOS
SOPORTE PARA EL CARRIL CRONOMETRO ELÉCTRICO
IMÁN DE RETENCIÓN PLACAS DE CONTACTO MORSE

18. 4. ESQUEMA DE LA EXPERIENCIA
Ejercicios:
𝒅 = 𝒗₀ × 𝒕 ±
𝟏
𝟐
× 𝒂 × 𝒕²
𝒂 =
𝟐×𝒕
𝒕²
t₁ = 1,06 s
𝒂₁ =
𝟐(𝟎, 𝟓 𝒎)
(𝟏, 𝟎𝟔 𝒔)²
= 𝟎, 𝟖𝟗 𝒎/𝒔²
t₂ = 1,12 s
𝒂₁ =
𝟐(𝟎, 𝟓𝟓 𝒎)
(𝟏, 𝟏𝟐 𝒔)²
= 𝟎, 𝟖𝟖 𝒎/𝒔²
t₃ = 1,17 s
𝒂₁ =
𝟐(𝟎, 𝟔 𝒎)
(𝟏, 𝟏𝟕 𝒔)²
= 𝟎, 𝟖𝟖 𝒎/𝒔²

19. 5. PROCEDIMIENTO
 Llevar a cabo muy cuidadosamente la compensación del
rozamiento como se describe: en los incisos a) al d):
a) Colocar el carril en posición horizontal a simple vista
b) Mediante un ligero empuje mover el carro en dirección de la
flecha y observar si el movimiento es retardado o acelerado.
c) En caso de ser necesario aumentar o disminuir la inclinación del
carril con los tornillos reguladores y examinar el movimiento del
carro como en el inciso b).
d) Repetir las operaciones descritas en los incisos b) y c) hasta que I
carro después de empujarlo se ponga en movimiento con
velocidad constante.
La tensión aplicada al imán de retención de L tiene que ser lo más
pequeña posible a fin de que no debe producir ningún magnetismo
remanente eficaz.
Es recomendable determinar los tiempos t y t' por formación de v
alores medios a base de varios valores de medida.
Colocar la placa de contacto de tal modo que su distancia a los
puntos des indicador del carro sea 0.2 m poner en marcha el carro
y el cronómetro presionando el manipulador Morse, presionar el
manipulador Morse hasta que el carro haya pasado la placa de
contacto: leer el tiempo t que necesita el carro para recorrer el
trecho 0.2 m
Del mismo modo determinar los tiempos t para los tramos de 0.4
m, 0.6 m y 0.8 m.

20. Sujetar el recogedor de tal forma que el peso de accionamiento sea
captado después del trecho de aceleración x y a consecuencia d
esto el carro continúe moviéndose con velocidad constante.
Construir una tabla similar a la siguiente:
6. CONCLUSIÓN
En cuanto a la experiencia que pudimos tener con este tema es que
pudimos usar otro tipo de medidas y otro tipo de formulas para
resolver los ejercicios del tema y también ocupamos la misma
maquina para controlar el tiempo en que tocaba las placas que una
era de inicio y el otro donde paraba el tiempo, pudimos realizarlos
los ejercicios de manera fácil porque con una buena explicación no
cuesta nada resolverlo y ahora ya podemos resolver la tabla por que
tenemos los datos necesarios.