Laboratorio Física I UNCALLAO

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD: INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS
FISICA I - LABORATORIO
I. TÍTULO
II. OBJETIVOS
III. FUNDAMENTO TEÓRICO
IV. MATERIALES Y EQUIPOS
V. PROCEDIMIENTO
VI. CONCLUSIONES
VII. CUESTIONARIO
VIII. BIBLIOGRAFÍA
ÍNDICE

I. OBJETIVOS
- Establecer cuáles son las características del movimiento rectilíneo con
aceleración constante.
- Determinar experimentalmente las relaciones matemáticas que expresa
la posición, velocidad y aceleración de un móvil en función al tiempo.
- Ser capaz de configurar e implementar equipos para la toma de
datos experimentales y realizar un análisis grafico utilizando como
herramienta el software Data Studio.
- Utilizar el software Data Studio para verificación de parámetros
estadísticos respecto a la información registrada.
- Analizar usando Data Studio los resultados que se obtiene de
mediciones y datos, junto con la verificación de parámetros
estadísticos.
II. FUNDAMENTOTEORICO
Si una partícula se mueve en la dirección del eje X con rapidez constante posee
un Movimiento Rectilíneo Uniforme:
Observación: En el M.R.U. la velocidad de la partícula es constante; la trayectoria
de la partícula es recta (dirección constante) y su rapidez es constante. Estas
características del movimiento nos permiten realizar un estudio escalar del M.R.U.

 ECUACIÓN ITINERARIO DEL M.R.U.
Una partícula se mueve en la dirección del eje X. En el instante inicial t0 se
encuentra en la posición inicial de coordenada x0 y en un instante posterior t en la
posición final de coordenada x, entonces la rapidez v de la partícula está dada por
la ecuación:
En particular si t0 = 0, entonces se obtiene:
v t = x – x0
y después:
Posición de la partícula La posición de la partícula es una función del tiempo, es
decir, la posición está dada por la coordenada x para un valor de t. Esta función
se escribe así: x = f(t), y se representa por la ecuación itinerario.
Distancia recorrida La distancia recorrida “d” está dada por la expresión:
d | X  X0|
 REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE MRU
Grafica de la rapidez en función del tiempo: v = f(t)
En un sistema de coordenadas rectangulares se puede representar la rapidez de
una partícula en función del tiempo; en el eje horizontal de las abscisas se
representa el tiempo y en el eje vertical de las ordenadas se representa la rapidez
de la partícula. En el M.R.U. la rapidez es constante por lo tanto la gráfica será la
de una función constante, es decir, una recta paralela al eje del tiempo.
v = x - x0
t - t0
X = X0 + v t Ecuación Itinerario (Velocidad Media)

Gráfica de la posición en función del tiempo: x = f(t) El tiempo se representa en el
eje de las abscisas y la posición x en el eje de las ordenadas. La ecuación
itinerario tiene la forma de una función lineal por lo tanto la gráfica será una recta
cuya pendiente está definida por el valor de la rapidez de la partícula.
Ejemplo con la siguiente tabla de
valores.
Pendiente en el gráfico posición-tiempo En el gráfico de la posición en función del
tiempo la pendiente de la recta representativa nos da la rapidez de la partícula. Si
la pendiente es positiva, la partícula se mueve en el sentido positivo del eje X y si
la pendiente es negativa, la partícula se mueve en el sentido negativo del eje X.
1°) La partícula se mueve en sentido positivo del eje X
Observación En este caso x2 x1> 0, luego m > 0: La partícula se mueve en
sentido positivo del eje X.
Pendiente de la recta = m = X2 - X1 > 0
t2 – t1
Rapidez = v

Velocidad Instantánea. - La velocidad instantánea v es:
III. MATERIALES Y EQUIPOS
IV. PROCEDIMIENTO
a. Verificar la conexión y estado de la fuente de alimentación de la interface,
luego proceda a encenderla
b. Encender el computador (CPU y monitor)
c. Ingresar al software Data Studio haciendo doble click en el icono ubicado
en el escritorio.
d. Seleccionar el sensor de movimiento en la lista de sensores. Efectuar la
conexión y calibración.
e. Configure el sensor a fin de que sea capaz de registrar 30 lecturas por
segundo.
f. Genere un gráfico para cada uno de los parámetros medidos por el sensor
(velocidad y posición).
g. Realizar el montaje del contenido de accesorio (carro, carril) a fin de
ejecutar la actividad
PRIMERA ACTIVIDAD (MRU)
a. Coloque sobre el carril el carro motorizado de movimiento uniforme(ME-
9781)
N° DESCRIPCION
1 Computadora personal
2 Programa Data Studio
3 Interface Science Worlshop 750
4 Sensor de Movimiento
5 Móvil PASCAR
6 Carro motorizado de movimiento uniforme
7 Carril de aluminio con tope magnético

b. Regule la velocidad de modo que recorra el carril en aproximadamente 3
segundos
c. Coloque el carro en posición inicial (0.15m del sensor)
d. Inicie la toma de datos encendiendo el carro y oprimiendo el botón inicio en
la barra de configuración principal del software Data Studio
e. Finalizado el recorrido pulse el botón detener y apague el carro
f. Utilice las herramientas de análisis del programa para determinar la
velocidad media de la gráfica velocidad vs tiempo
g. Usando la herramienta inteligente sobre la gráfica posición vs tiempo
determine las posiciones iníciales y finales, así como el tiempo que duro el
recorrido, luego determine la velocidad media, este será el valor teórico
h. Repita el proceso hasta completar 10 mediciones
i. Compare sus valores experimentales con sus cálculos teóricos y determine
el error absoluto y el error porcentual
j. Calcule el área bajo la gráfica y velocidad vs tiempo, en cada caso y
anótelo como la longitud recorrida.
a-e)

f-h)

i-j)
Fig 1
Fig 2

Fig3
Fig 4

Fig5
Fig 6

Fig 7
Fig 8

Fig 9
Fig 10

V. CONCLUSIONES
Al término del experimento se pudo comprobar lo siguiente:
1.- La velocidad que experimenta un cuerpo está dada por una función
lineal (describe una recta).
2.- La acción que ejerce la fuerza de gravedad sobre un cuerpo en
movimiento que recorre un plano nivelado es mínima, y si se pudiera
compensar por completo la fuerza de rozamiento, el objeto seguiría su
desplazamiento de manera indefinida.
3.- La aceleración que experimenta un cuerpo está dada por una función
cuadrática (describe una parábola).
4.- La fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo en movimiento que
recorre un plano inclinado obliga al objeto a seguir desplazándose a una
mayor velocidad en cada instante de tiempo hasta alcanzar su velocidad
límite.

VI. CUESTIONARIO
1. Grafique los datos de posición vs. tiempo de la segunda actividad
(exportándolos), realice un ajuste cuadrático y determine la aceleración,
la posición inicial y la velocidad en t = 0
Se tiene que la aceleración para T = 0 es igual a 0.492m/s/s La posición inicial es igual a
0.182m Velocidad es igual a 0.03m/s
2. ¿Muestra la gráfica alguna evidencia de que exista error experimental?,
explique la respuesta y si así es, sugiera las posibles causas de este
error.
- Como se observa en la gráfica, no es una curva perfecta, tiende a tener
unas pequeñas desviaciones esto es porque el carro no se desplaza en
una superficie completamente lisa y se ve una pequeña variación de
velocidad que no es de la aceleración.
3. Realice un ajuste lineal sobre la grafica velocidad vs. tiempo de la
primera actividad y por extrapolación determine la velocidad del móvil
para t = 15 segundos y compare este valor con lo obtenido usando las
ecuaciones dadas en clase.
4. Analice el valor de la desviación estándar ¿Qué indica respecto a los
datos recogidos?

5. ¿Existirá fricción entre el carro y el carril?, ¿Por qué no se toma en
cuenta?
- Si existe fricción porque cuando dos cuerpos están en contacto y hay
desplazamiento, existen fuerzas que se oponen, es el rozamiento, lo cual
puede ser estático o cinético, en este caso cinético, el sensor de
movimiento desprecia este tipo de fricción.
6. Cuando la velocidad es constante, ¿Difiere la velocidad media en un
intervalo de tiempo cualquiera de la velocidad instantánea en un instante
cualquiera?
- Cuando se habla de velocidad instantánea, se refiere a la velocidad k
posee el objeto en el instante que tu determines, por otro lado, la
velocidad media es el promedio de las velocidades instantáneas, por
ende, al tener velocidad constante, la velocidad instantánea en
cualquier momento es igual, y por lo tanto su promedio, también, o
sea, la velocidad media.
7. ¿Puede un cuerpo tener rapidez constante y a la vez tener velocidad
variable?
- La velocidad es un vector por lo tanto tiene una magnitud y una
dirección. La magnitud está determinada por la rapidez y la dirección
es tangente a la trayectoria. Por lo tanto, el vector velocidad puede
ser variable si cambia en la dirección, ejemplo en una curva; y su
rapidez que es su modulo se puede mantener constante.
8. ¿Qué se observaría en la grafica velocidad vs. tiempo para un móvil si la
aceleración no fuese constante?

9. ¿Es el MRU un caso especial del MRUV cuando la aceleración es nula?
- Bueno nosotros creemos que si pues cuando la aceleración es nula la
velocidad es constante y por tanto el movimiento se considera un
movimiento uniforme, esto lo verificamos con la siguiente ecuación
D=VoT ± ½ a T2
10.¿En que se modificarían los cálculos para la velocidad y aceleración del
móvil si se tuviese en cuenta la resistencia del aire?
- Según la segunda ley de Newton: La aceleración de un objeto es directamente
proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su
masa
En esta ocasión la fuerza genera el motor del carrito para hacerlo avanzada actúa
como la fuerza aplicada(F), y la resistencia del aire actúa como resistencia de fricción
(f), entonces:
La resistencia del aire haría disminuir la aceleración del carrito y la velocidad también
disminuiría, pues:
Donde:
D=Distancia
T=Tiempo
Vo=VelocidadInicial
a=Aceleración
Si a=0, entonces:
D=VoT ± ½(0)T2
D=VT Ecuacionde MRU
m
FR=ma
Donde:
FR = FuerzaResultante
m = Masa
a = Aceleración
F-f=ma
FR/m=a
a = Δv
Δt
Δt a=Δv
Donde:
a=Aceleración
Δv=Variación de la velocidad
Δt=Variación del tiempo

VII. BIBLIOGRAFÍA
- Ing. David Pernalete, GUIAS DE LOS LABORATORIO DE FISICA I Y
LABORATORIO DE FISICA GENERAL. Véase en :
http://alfredocaguao.files.wordpress.com/2011/05/datastudio.pdf
- Laboratorio de Física Universitaria II. FISI 3014 encontrado en :
http://www1.uprh.edu/labfisi/lab1/datastudio.pdf
- PASCO, Manual de introducción de Data Studio. Encontrado en :
http://www.tecnoedu.com/Download/DataStudioManual.pdf
- https://institutonacional.cl/wp-content/uploads/2016/06/2-F%C3%ADsica-
Movimiento-Rectil%C3%ADneo-Uniforme.pdf

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