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7/29/2019 cinematica informe

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CINEMATICA

1. INTRODUCCION

En este laboratorio se conocer los diferentes movimientos que puede experimentarun mvil ya sea en el MRUV o en cada libre, gracias a la ayuda de los instrumentos

Pasco y realizando las diferentes experiencias con su respectivo montaje ser posible

representar situaciones en las cuales podamos comprobar que los datos tericos son

iguales o idnticos a los medidos.

Sera posible desarrollar nuestra creatividad al momento de armar los respectivos

montajes ya que no hay una determinada manera de armarlos, el trabajo en equipo

ser un gran aspecto a desarrollar dado que durante las experiencias se necesitan de

todos los miembros para hacer un trabajo eficaz.


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LABORATORIO DE FISICA II

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2. OBJETIVOS

Establecer cuales son las caractersticas del movimiento rectilneo con

aceleracin constante.

Determinar experimentalmente las relaciones matematicas que expresan la

posicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempo.

Calcular la aceleracin de la gravedad usando los sensores y verificar que la

cada de un cuerpo no depende de su masa.

3. MATERIALES

Computadora personal con programa Data Studio intalado.

Sensor de movimiento rotacional

Foto puerta con soporte

Mvil PASCAR

Regla obturadora (cebra)

Varillas(3)

Polea

Pesas con portapesas

Cuerda

Regla.


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4. FUNDAMENTO TEORICO

La cinemtica es una rama de la fsica dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el

espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la

cinemtica slo estudia el movimiento en s, a diferencia de la dinmica que estudia lasinteracciones que lo producen. ElAnlisis Vectoriales la herramienta matemtica ms adecuada

para ellos.

En cinemtica distinguimos las siguientes partes:

Cinemtica de la partcula

Cinemtica del slido rgido

La magnitud vectorial de la Cinematica fundamental es el "desplazamiento" s, que experimenta

un cuerpo durante un lapso t. Como el desplazamiento es un vector, por consiguiente, sigue la ley

del paralelogramo, o la ley de suma vectorial. Asi si un cuerpo realiza un desplazamiento"consecutivo" o "al mismo tiempo" dos desplazamientos 'a' y 'b', nos da un deslazamiento igual a la

suma vectorial de 'a'+'b' como un solo desplazamiento.

4.1 Rapidez y aceleracin.

Diariamente escuchamos los conceptos de rapidez y aceleracin como velocidad y aceleracin

solamente. Pero en fsica la velocidad y la aceleracin son vectores, por lo que es claro y

necesario su diferenciacin y entendimiento. De aqu en adelante (ms por costumbre que por

ganas) llamaremos tanto a la rapidez y a la aceleracin solamente como velocidad y aceleracin (a

menos que se especifique lo contrario).

Si cubre una masa puntual en un punto P en un tiempo tel tramo s, se llamara al cociente s /

tsu velocidad media vmen el intervalo de tiempo to en el tramo s.

Se observa que s aqu no es el desplazamiento, sino la longitud de arco: es el camino recorrido.
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La llamamos velocidad media porque la masa puntual no se mueve por el trayecto uniforme

trazado. O sea estamos tomando slo los puntos final e inicial para hacer los clculos.

Hagamos el trayecto como s (de manera diferencial, o sea infinitesimal), al igual que al intervalo

de tiempo t. Para scercano a cero (o tcercano a cero, que tienda a cero) el cociente

s/tcomo valor al lmite, nos da la velocidadvde la masa puntual en el punto P, as:

En el anlisis se puede calcular ese valor al lmite tambin como d s/dt. As:

4.2 Velocidad

Vamos a ver ahora a una partcula, que atraviesa un espacio en una curva. Para el tiempo tse

halla en P, para el tiempo t+ ten Q. El lugar del punto esta descrito por su vector posicin ' r'.

Esta es una funcin de ty esta descrita por una funcin vectorial 'r'(t).

Asi:

y

donde i, j y k son los vectores unitarios de los ejes de cordenadas.

El desplazamiento de la partcula en un determinado intervalo de tiempo es:

El cociente r/tes la velocidad media (vectorial) vmde la partcula en el intervalo de tiempo t. Es

Aqui es (mirar arriba: rapidez y aceleracin) x/tla rapidez media de la partcula paralela al eje X,


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y/tla rapidez media paralela al eje Y y z/tla rapidez media paralela al eje Z en un intervalo

t.

El vector resultante, del cociente r/tpara tcercano a cero, se llama velocidad vP = v '(t) de la

particula en P o en el tiempo t.

La funcin vectorial v '(t) es la primera derivada de la funcin de posicinr(t) en el tiempo.

4.3 Aceleracin

Analogamente vamos ahora a definir la funcin vectorial de la aceleracion:

La funcin vectorial de la aceleracion provienen de las componentes escalares de la funcinvelocidad y de la funcin posicin, as:

Como se conoce, son las componentes escalares del vector velocidad igual a la direccion de la

velocidad instantantea en los ejes de coordenadas.

En sentido contrario se puede hallar por integracion las correspondientes funciones


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4.4 Cada Libre

Se conoce como cada libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la

fuerza de gravedad actu sobre el, siendo su velocidad inicial cero.

En este movimientos el desplazamiento es en una sola direccin que corresponde al eje vertical

(eje "Y").

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleracin que acta sobre los cuerpos es la de

gravedad representada por la letra g, como la aceleracin de la gravedad aumenta la velocidad del

cuerpo, la aceleracin se toma positiva.

En el vaco, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad.

Un objeto al caer libremente est bajo la influencia nica de la gravedad. Se conoce como

aceleracin de la gravedad. Y se define como la variacin de velocidad que experimentan los

cuerpos en su cada libre. El valor de la aceleracin que experimenta cualquier masa sometida a

una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y sta, en el caso de la cada de los

cuerpos, no es ms que la atraccin de la Tierra.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleracin dirigida hacia abajo cuyo

valor depende del lugar en el que se encuentren. los cuerpos dejados en cada libre aumentan su

velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo .

La aceleracin de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas

de stos.

En la cada libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire

y se supone que aceleracin en cada libre no vara con la altitud, entonces el movimiento vertical

de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleracin constante.

4.5 Leyes fundamentales de la Cada Libre

a) Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical

b) La cada de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado

c) Todos los cuerpos caen con la misma aceleracin.

Los valores de la gravedad son:

4.6 Frmulas

Velocidad inicial: normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un objeto para

ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino solo se deja caer la Vo esigual a cero.

Velocidad final: es la velocidad que alcanzara el objeto cuando llega al punto final de la cada.

Tiempo: Es lo que se demora el cuerpo en caer.

Altura: la altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la

medida se tomada como punto de referencia la vertical.


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Anexos

Ilustracin 1

Ilustracin 2: En ste movimiento la aceleracin es constante,

por lo que la velocidad de mvil vara linealmente y la posicin

cuadrticamente con tiempo


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