Diapositivas del proyecto final de la primera unidad de la materia Física I 8602

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE SEDE LATACUNGA
PROYECTO FINAL UNIDAD I
Diseño y construcción de un prototipo que represente la cinemática de la
partícula
Realizado por:
- Llumitaxi Jimbo Denis Rodrigo
Docente:
- Ing. Proaño Molina Diego Msc.
Latacunga, 05 de Diciembre del 2022
Departamento de Ciencias Exactas
Ingeniería Automotriz
FÍSICA I
NRC: 8602

2. VERSIÓN: 1.0
Objetivo
Diseñar y construir un prototipo que demuestre la cinemática de la partícula, realizar un análisis profundo previo a
los respectivos cálculos del sistema.

3. VERSIÓN: 1.0
Introducción
Parte de la mecánica que estudia el
movimiento sin tener en cuenta las causas
que lo producen. La cinemática del punto
estudia la posición del punto y sus
características en función del tiempo. Un
sistema de referencia o referencial permite
describir el movimiento de la partícula en
el espacio en función del tiempo. Para
definir el movimiento, es necesario conocer
no solamente las posiciones que ha
ocupado el móvil sino como las ha ido
ocupando con el tiempo, es decir, la
posición del móvil en cada instante.

4. VERSIÓN: 1.0
Materiales a utilizar
Material o equipo Cantidad
Plancha de cartón prensado
grueso
1
Plancha de cartón prensado
delgado
1
Pistola de silicona 1
Barras de silicona 2
Estilete 1
Canicas de vidrio 2
Cronómetro 1
Piezas de Jenga 6
Manguera 1 metro
Galón plástico 1
Zamarras 5

5. VERSIÓN: 1.0

6. VERSIÓN: 1.0

7. VERSIÓN: 1.0

8. VERSIÓN: 1.0

9. VERSIÓN: 1.0

10. VERSIÓN: 1.0
Procedimiento de armado
PROCEDIMIENTO DE DISEÑO
1. Diseñar el prototipo en el cuaderno para hacernos
una idea más clara del modelo final, detallar sus
respectivas medidas.
2. Realizar las ecuaciones que utilizaremos para los
respectivos cálculos del prototipo.
3. Realizar distintas pruebas con el cronómetro para
detallar el error.
4. Distinguir los conceptos básicos de todos los temas
que están involucrados en este prototipo.

11. VERSIÓN: 1.0
PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCIÓN
Tomamos las medidas pertinentes en la plancha
de cartón prensado.
Recortamos los trazos realizados.

12. VERSIÓN: 1.0
Con la pistola de silicona y la barra de silicona fijamos las piezas en una plancha
de cartón.

13. VERSIÓN: 1.0
En el galón plástico le damos forma a la
coordenada cilíndrica con la manguera de
1m.
Con las zamarras fijamos muy bien la manguera.

14. VERSIÓN: 1.0
Con el primer tramo del circuito
colocamos las piezas de Jenga.
Realizamos una espiral para el último tramo
del sistema.

15. VERSIÓN: 1.0
Montamos la parte final del sistema entre la manguera y el
espiral.

16. VERSIÓN: 1.0
Procedimiento de uso

17. VERSIÓN: 1.0
Funcionamiento y obtención de datos

18. VERSIÓN: 1.0
Tramo Largo Ancho
1 0.635m 0.04m
2 0.40m 0.025m
3 0.215m 0.02m radio
4 0.20m 0.04m
5 0.4m radio
6 0.215m 0.04m
Tramo Tiempo inicial Tiempo final
1 0 segundos 0.83
segundos
2 0.83 segundos 1.25
segundos
3 1.25 segundos 2.71
segundos
4 2.71 segundos 3.17
segundos
5 3.17 segundos 3.98
segundos
6 3.98 segundos 4.47
segundos
Con ayuda del cronómetro del celular
obtenemos los siguientes datos

19. VERSIÓN: 1.0
Cálculos
f o
f o
f o
v v at
v v at
v v
a
t
 
 


2 2
2( )( )
f o
v v a r
  
Aceleración Velocidad final
r rir zk
 
Vector posición v rir r i zk
 
  
Vector velocidad
   
2
a r r ir r r i zk
   
    
Vector aceleración

20. VERSIÓN: 1.0
Tramo Tiempo inicial Tiempo final
1 0 segundos 0.83
segundos
2 0.83 segundos 1.25
segundos
3 1.25 segundos 2.71
segundos
4 2.71 segundos 3.17
segundos
5 3.17 segundos 3.98
segundos
6 3.98 segundos 4.47
segundos
Tramo Distancia inicial Distancia final
1 0 metros 0.63 metros
2 0.63 metros 1.03 metros
3 1.03 metros 1.28 metros
4 1.28 metros 1.38 metros
5 1.38 metros 1.58 metros
6 1.58 metros 1.795 metros
Resultados obtenidos

21. VERSIÓN: 1.0
Tramo Aceleración
inicial
Aceleración
final
1 0.1 0.0313
2 0.0313 0.01136
3 0.01136 1.9040
4 1.9040 7.06
5 7.06 189.7752
6 189.7752 1129.7737
Tramo Velocidad
inicial
Velocidad
final
1 0 0.126
2 0.126 0.0171
3 0.0171 5.1772
4 5.1772 27.5649
5 27.5649 762.3653
6 762.3653 5812.454

22. VERSIÓN: 1.0
Conclusiones
En la creación del prototipo tuvimos algunos problemas al crear el movimiento en
coordenadas tangenciales ya que la velocidad con la que llegaba la canica no era
suficiente así que se realizó ajustes para otorgar la velocidad adecuada.
El tiempo total del sistema tiene una variación de tiempo de 0.08 segundos ya que se
realizó varias pruebas y se repitieron los 2 tiempos más acercados al real que son 4.47
segundos y 4.55 segundos repitiéndose más el de 4.47 segundos.
Se utilizó 2 tipos de canicas ya que esta gracias a su respectivo peso ejecuto un mejor
trabajo al momento de llegar al tramo de las coordenadas cilíndricas.
Todo el conocimiento adquirido en clase sobre todos los temas implementados en este
proyecto fue de gran ayuda además de sitios web, informes, libros, ensayos, etc. Ya
que ciertos aspectos al momento de ejecutar el funcionamiento del prototipo no
respondían correctamente así que se pudo solucionar aplicando dicha teoría.
Se logra determinar los componentes tangenciales y normales de la velocidad y
aceleración de una partícula que se encuentra moviéndose en una trayectoria curva.
Se describió el movimiento de una partícula que viaja a lo largo de una trayectoria
curva, al expresar cantidades en cinemáticas en coordenadas rectangulares y
tangenciales, así como radial y transversal.