super informe de física

7/30/2019 Super informe de Fsica

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Repblica Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educacin UniversitariaUniversidad Nacional Experimental Rafael Mara BaraltPIGAS Seccin 1 Fsica Ing. Osberto Daz

Informe de las prcticas del Laboratorio de Fsica

Realizado porBr. Juan F. Velsquez

C.I: V.- 23.554.833


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Prctica N1

Velocidad Instantnea y Velocidad Promedio

Por definicin tenemos que la velocidad promedio de un objeto es el cociente

entre la distancia total recorrida y el tiempo total de esa distancia, cuya frmula es

la siguiente:

Describiendo la frmula tenemos que la unidad de rapidez promedio, igual que de

la velocidad tambin es en . A diferencia de la velocidad promedio, la

rapidez promedio no tiene direccin, lo que es decir que no le corresponde signo

algebraico. No obstante, conociendo la velocidad promedio de un objeto no brindadatos acerca del recorrido.

La velocidad instantnea es muy diferente a la promedio, ya que sta es aquella

que tiene el objeto en un punto del recorrido, donde la rapidez es la magnitud de la

velocidad instantnea. En este experimento se puede investigar la relacin entre la

velocidad instantnea y la promedio, donde la primera es usada para determinar la

velocidad instantnea.

El equipo a utilizar es un suplidor con su respectivo ducto de aire presurizado y

una pista de aire, dos fotoclulas, dos soportes y el deslizador que recorrer la

pista de aire.

Para la buena realizacin de esta prctica se necesita lo siguiente:

La colocacin exacta de las fotoclulas, es decir, perpendiculares al deslizador.

Cerciorarse de que la pista est bien nivelada.

Buena presurizacin de la pista.

No mover los cronmetros al momento de resetearlos y tener en cuenta la

forma de colocar los mismos en la pista.


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Prestar atencin a los datos que se vayan dando a medida que se vaya

soltando el deslizador y ste, ya habiendo pasado por las dos fotoclulas, los

valores de tiempo y verificar con los compaeros.

El procedimiento para llevar a cabo la prctica se resume en lo siguiente:

Se instala la pista de aire elevando cualquiera de los dos extremos con un

soporte de 1 a 2 cm.

Se elige un punto llamado X cerca del centro de la pista de aire, midiendo con

la escala mtrica de la misma el valor de X (usar 200 cm)

Se elige un punto X0 para el deslizador cerca del extremo superior de la pista,

marcamos con un lpiz este lugar en la escala mtrica, as se podr ubicar el

deslizador en el mismo punto (usar 14.4 cm.)

Se coloca uno de los cronmetros fotocelulares con sus accesorios en puntos

paralelos de X y se anota la distancia entre los dos cronmetros en la tabla

correspondiente.

Se coloca el cronmetro en modo PULSE.

Se presiona el botn RESET.

Se sostiene el deslizador en X0 para luego soltarlo. Anotamos el tiempo como

t1. Se repite el proceso cinco veces para cada valor de distancia para el cual se

vaya a reducir la pista para medir el valor del tiempo promedio.

Datos y clculos

Para calcular el tiempo promedio, con cada valor de D, llamando a ste T m, se

hace con la sumatoria de los cinco tiempos, divididos entre el nmero de veces

que el deslizador pas por los dos cronmetros y se expresa la siguiente manera:


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Se calcula el valor de velocidad promedio con el la distancia recorrida y el tiempo

promedio estipulado para cada valor de la distancia.

Por ltimo, se grafican los resultados con respecto al eje de las X. La frmula

empleada para determinar la velocidad promedio es la se dio desde el principio dela prctica, que es el cociente entre la distancia total recorrida y el tiempo total

transcurrido.

Tabla de tiempos medidos y velocidades promedios

D(m) X0 (m) Xf(m) t1 t2 t3 t4 t5 tm Vm m/s

1,20 0,40 1,60 2,989 2,981 2,991 2,992 2,995 2,989 0,401

0,80 0,60 1,40 1,911 1.917 1,918 1.915 1,921 1,916 0,417

0,60 0,70 1,30 1,409 1,408 1,411 1,407 1,413 1,409 0,425

0,40 0,80 1,20 0,933 0,931 0,934 0,929 0,934 0,932 0,425

0,20 0,90 1,10 0,463 0,464 0,465 0,466 0,467 0,465 0,430

0.395

0.4

0.405

0.41

0.415

0.42

0.425

0.43

0.435

0 1 2 3 4 5 6

Grfico

Vm Vs. D

Velocidades promedio

(m/seg)


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Post-Laboratorio

1. Cul de las velocidades promedio que usted midi nos da el valor ms

prximo a la velocidad instantnea del deslizador cuando pasa a travs

del punto X?

La velocidad promedio que ms proximidad tiene a la velocidad instantnea

requerida del deslizador del punto X es la Vm3, cuyo valor es de 0,425 m/seg.

2. Puede usted extrapolar sus datos para obtener un valor ms

aproximado a la velocidad instantnea del deslizador cuando pasa a

travs del punto X? Desde sus datos recolectados estime el mximo error

que usted espera.

Segn lo calculado, extrapolando los resultados, el valor ms aproximado a la

velocidad instantnea en el punto X es de 0,420 m/seg, con un mximo de error

de 0,005 m/seg con respecto a la Vm3 (0,425 m/seg) y 0,003 m/seg con respecto a

la Vm2 (0,417 m/seg).

.

3. En los ensayos para determinar una velocidad instantnea, qu factores

(tiempo exacto, objeto que esta siendo medido, tipo de movimiento)

influyen en la exactitud de las mediciones? Discuta como cada factor

influye en el resultado.

El factor que influye mucho en la exactitud de las mediciones es el tiempo, ya que

ste es indispensable para determinar un valor casi exacto de la velocidad

instantnea en el punto X.

4. Cree usted que existan mas formas de medir la velocidad instantnea

directamente o es la velocidad instantnea un valor que siempre debe ser

inferido a travs de las mediciones de la velocidad promedio?

Como se define la velocidad instantnea, es un valor que depende de la velocidad

promedio para ser determinada en un cierto punto de la trayectoria.


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Anlisis de los resultados obtenidos

Basndome en lo que investigu, podra decir que los resultados son muy exactos

desde los distintos puntos donde medimos el valor aproximado en el punto X de la

velocidad instantnea, cuyo factor protagonista es el tiempo. La distancia es otro

factor importante, ya que con sta, podemos calcular desde distintos puntos deleje X, los valores de tiempo necesarios para hallar el valor de la velocidad

promedio con los cinco valores de tiempo para las distancias estipuladas.

Conclusiones y recomendaciones

Hay muchas conclusiones, pero la ms evidente es que es importante determinar

la velocidad promedio del deslizador para poder determinar el valor exacto de la

velocidad instantnea en el punto de la trayectoria del mismo, junto con el tiempo

para llevar a cabo dicho proceso de determinar la velocidad instantnea.

Recomendaciones

1) Mantener un buen presurizado de la pista de aire.

2) Tener en cuenta la inclinacin de la misma para el momento de medir los

tiempos.

3) No alterar los instrumentos de la prctica.

4) Hacer silencio para poder escuchar bien los datos de tiempo dictados por el

que est manipulado el cronmetro fotocelular.

5) Tener en cuenta la forma de colocar el deslizador en la pista de aire.


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Prctica N 2

Cinemtica sobre un plano inclinado

En esta prctica se podr investigar cmo la velocidad de un objeto vara cuando

est sometido a una aceleracin constante. El objeto es una bola rodando en unarampa inclinada.

En vez de investigar usualmente la velocidad como funcin del tiempo, se medir

la velocidad como una funcin de la distancia que ha recorrido la bola desde el

punto de inicio. El objetivo es simple: estudiar la variacin de la velocidad del

objeto sometido a una aceleracin constante.

El equipo a utilizar en esta prctica es una bola de metal de aproximadamente 1,8

cm de dimetro) y una rampa con canal U de aproximadamente 50 cm de largo y 1

cm de ancho para los lados, adems del cronmetro fotocelular para medir el

tiempo.

Recomendaciones

En primer lugar hay que colocar bien la fotoclula.

Tener cuidado de no mover la fotoclula al momento de marcar con la esfera.

No mover los cronmetros al momento de resetearlos.

Utilice cuidadosamente la esfera para que sean ms precisos los datos.

La forma de soltar la esfera hay que tomarla en cuenta, y debe de ser demanera uniforme.

Anotar bien los datos y verificar con los compaeros.

Seriedad a la hora de realizar la prctica.


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Actividades

Adquirir valores de tiempo.

Construir un grfico de velocidad en funcin de la posicin.

Adoptar un sistema de referencia.

Regraficar hasta obtener aproximadamente una recta.

Encontrar a partir de dicho grfico, qu relacin matemtica existe entre la

velocidad de un objeto sobre un plano inclinado y la posicin.

Utilizar la ecuacin: Vf2= V0

2 + 2.ax.d. Donde Vfes la velocidad final en la base

de la rampa, V0 es la velocidad inicial y es igual a cero, Ax es la aceleracin

constante y d la posicin que se mide a lo largo de la trayectoria sobre la

rampa y con sentido positivo hacia abajo.

Variar la inclinacin del plano.

Procedimiento

1) Se instala la rampa y el cronmetro fotocelular.

2) Se mueve la bola lentamente a travs de la fotoclula para determinar el punto

en el que el bombillo (LED) se acciona y se apaga, se mide con un lpiz la

distancia () que hay entre esos dos puntos, para que as se puedan

determinar los tiempos.

3) Se coloca el cronmetro fotocelular en modo GATE.

4) Se deja soltar la bola a lo largo de la rampa, en las distancias preestablecidas

por la prctica, se hace lo mismo cuatro veces para tener valores de tiempo.


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Datos y clculos

Para cada distancia medida desde el punto medio de la fotoclula, se calcula la

velocidad final de la bola dividiendo () por su tiempo promedio.

Se grafica la velocidad contra la distancia, siendo la distancia la que est

situada en el eje horizontal.

Si la grfica no es una lnea recta, se manipula los datos matemticamente y

se grafica nuevamente hasta tanto tenga una lnea recta, siento algunos

artificios de velocidad: v

1/2

, v,

1

/v, entre otros.

Tabla de tiempos medidos y distancias calculadas

= 0,012m

Distancia

recorrida (m) t1 t2 t3 t4 Tiempo promedio (s)

Velocidad final

(m/s)

0,05 0,026 0,026 0,025 0,025 0,025 0,480 m/s

0,010 0,019 0,019 0,019 0,019 0,019 0,631 m/s

0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,015 0,800 m/s

0,020 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,923 m/s

0,025 0,012 0,012 0,012 0,012 0,012 1,000 m/s

0,030 0,011 0,011 0,011 0,011 0,011 1,090 m/s

0,035 0,010 0,010 0,010 0,010 0,010 1,200 m/s


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0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Grfico Vf

Vfm

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Grfico Vf usando V1/2

Vfm


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0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Grfico Vf usando V

Vfm

0

0.5

1

1.5

2

2.5

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Grfico Vf usando 1/v

Vfm


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Una vez utilizados los artificios matemticos para obtener la lnea recta deseada

como inclinacin de la pista donde viaja la bola, se puede notar que

calculadamente, no existe tal inclinacin recta donde viaja la bola y las que ms se

acercan a ser sa recta (incluyendo a la de Vf), son las grficas de Vf1/2

o la raz

de Vf () y la de Vf.


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Post-Laboratorio

1. De su grfica, cul es la relacin matemtica entre la velocidad de un

objeto sobre un plano inclinado y la distancia que ha recorrido desde su

punto de inicio?

La relacin existente es que mientras a ms distancia se lance la bola, ms

velocidad llevar la misma y ms precisos sern los datos para obtener mediante

una o varias grficas, la recta plasmada como el plano de inclinacin.

2. Las ecuaciones estndar para el movimiento con una aceleracin

constante (partiendo del reposo) incluye: x = 1/2 a.t y v = a.t. Elimine t

de estas ecuaciones para determinar la relacin existente entre x y v.

Usando el resultado y su grfico, puede usted determinar la aceleracin

de una bola que rueda hacia abajo en el plano?

Si por hiptesis se tiene que la aceleracin es constante porque parte del reposo,

se puede decir que s se puede determinar la aceleracin de la bola que rueda

hacia abajo en el plano mediante despejes, eliminando t, o mejor dicho,

despejndola para obtener su valor y luego sustituirla en la frmula de x, no

necesariamente hace falta una grfica para saber un valor exacto de la

aceleracin de la bola que rueda hacia abajo en el plano.

3. De su respuesta a la pregunta uno, escriba la ecuacin del movimiento

para la aceleracin de la bola, dando su posicin como funcin del

tiempo. Por qu las ecuaciones de movimiento estn mayormente

expresadas en funcin del tiempo en lugar de una simple relacin de

posicin a velocidad y aceleracin?

Porque las ecuaciones estn siendo vistas desde el punto del tiempo, ya que la

bola en el experimento, mientras ms alta est, ms velocidad tendr y por ello,

ms aceleracin. Las ecuaciones seran: x =1/2 a y por lo tanto sera igual a la

aceleracin (v = a)


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4. El modelo matemtico est relacionado con alguna informacin previa

de clase o lectura que se haya realizado?

Con alguna informacin previa.

5. Qu fuentes de error se presentan en el trabajo prctico?

Considerando el basamento terico y los resultados obtenidos, plantee un

anlisis de los resultados.

Conclusiones y recomendaciones.

super informe de física

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