Este informe de laboratorio describe un experimento para medir la velocidad instantánea y la aceleración utilizando una rueda de Maxwell. Los estudiantes midieron los tiempos que tardó la rueda en recorrer diferentes distancias y utilizaron esos datos para calcular la velocidad instantánea en un punto y la aceleración a lo largo de una trayectoria rectilínea. Calculando las rectas de mejor ajuste, encontraron que la velocidad instantánea era de 3.80 cm/s y la aceleración era de 0.42 cm/s2.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE CIENCIAS
Informe de Laboratorio N° 2
Tema: Velocidad Instantánea y Aceleración
Curso : Física I
Profesor : Sandro Miguel Rodriguez Laura
:
Integrantes : Brandon Brice Bellota Pinares
: Roca Condori Anthony
: Ronald A. Cardenas Perez
Fecha de Entrega: 28 de Enero
2016

2. 1. Resumen
El siguiente laboratorio se realizó con la finalidad de poner en práctica los conocimientos
adquiridos de velocidad instantánea y aceleración mediante el uso de una rueda de
Maxwell, herramienta que se utilizó para medir la velocidad. Para ello el experimento se
dividió en 2 partes: La primera parte en la cual se midió los tiempos en los que recorre
la rueda alrededor de un punto, se realizaron 5 mediciones para cada tramo, con estos
datos se formaron 2 rectas, y con ella la velocidad instantánea en el punto antes fijado.
La segunda parte donde de la misma forma que en la parte 1, se midieron los tiempos
en los que recorre la rueda de Maxwell, a través de los puntos establecidos. Para que
con los datos obtenidos se pueda hallar la aceleración.
2. Importancia del Experimento
La aceleración y velocidad son magnitudes que están presentes en cualquier
experimento en la cual este presente el movimiento, por ello es importante conocer sus
conceptos y formas de cálculo. Además el presente experimento pone en práctica los
métodos para calcular estas magnitudes de manera experimental, con la obtención de
diversos datos que posteriormente son usados para comparar.
3. Objetivos
 Determinar la Velocidad Instantánea de un móvil que realiza un movimiento
rectilíneo.
 Determinar la Aceleración del mismo móvil.
4. Fundamento Teórico
Velocidad Instantánea
La velocidad instantánea permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza
sobre una trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeño, siendo
entonces el espacio recorrido también muy pequeño, representando un punto de la
trayectoria. La velocidad instantánea es siempre tangente a la trayectoria. Se representa
como la proporción ∆𝑥/∆𝑡 conforme ∆𝑡 tiende a cero. La misma que se expresa median
te la siguiente ecuación:
𝑣 𝑥 = lim
∆𝑡→0
∆𝑥
∆𝑡
En notación de cálculo, este límite se llama derivada de x respecto a t, que se puede
escribir de la siguiente forma:
𝑣 𝑥 =
𝑑𝑥
𝑑𝑡
Aceleración
La aceleración o aceleración promedio de una partícula en movimiento se define como
el cambio de velocidad dividido por el intervalo de tiempo durante el que ocurre el
cambio:
𝑎 𝑝𝑟𝑜𝑚 =
∆𝑣 𝑥
∆𝑡
=
𝑣 𝑥𝑓− 𝑣 𝑥𝑖
𝑡𝑓 − 𝑡𝑖

3. 5. Equipo Utilizado
 Rueda de Maxwell.
 Regla.
 Cronómetro.
 Soporte con dos varillas de 65 cm.
 Un tablero de mapresa con tornillos de nivelación.
 Nivel.
6. Procedimiento Experimental
Primera Parte:
 Se niveló el tablero y dividió en tramos AC y AB, a su vez se dividió cada tramo
en 4 partes.
 Se soltó el volante desde el punto A y se midió los tiempos que tardó en recorrer
los espacios antes marcados con el cronómetro.
 Los resultados obtenidos se anotaron en la tabla N° 1.
Tabla N° 1
Tramo ∆𝑥 (𝑐𝑚) ∆𝑡1 (𝑠) ∆𝑡2 (𝑠) ∆𝑡3 (𝑠) ∆𝑡4 (𝑠) ∆𝑡5 (𝑠) ∆𝑡 (𝑠)
∆𝑥
∆𝑡
(
𝑐𝑚
𝑠
)
𝐴𝐶 16 8.36 8.27 8.12 8.19 8.24 8.24 1.94
𝐴1 𝐶 12 4.15 4.17 4.22 4.27 4.21 4.20 2.85
𝐴2 𝐶 8 2.30 2.48 2.46 2.52 2.20 2.39 3.34
𝐴3 𝐶 4 1.12 1.10 1.10 1.15 1.14 1.12 3.57
𝐶𝐵 32 6.20 6.23 6.11 6.25 6.15 6.19 5.17
𝐶𝐵3 8 1.98 1.86 1.91 1.86 1.90 1.90 4.21
𝐶𝐵2 16 3.48 3.60 3.53 3.57 3.52 3.54 4.52
𝐶𝐵1 24 4.87 4.98 5.01 5.02 4.89 4.95 4.84
Segunda Parte:
 Con el mismo tablero se dividió el tramo a recorrer en puntos 5 partes de 10 cm
cada una desde un origen A.
 Se soltó el volante desde el punto A, y medió los tiempos en los que tarda en
recorrer los espacios marcados.
 Se anotaron los resultados obtenidos en la tabla N° 2.
Tabla N° 2
Tramo ∆𝑥 (𝑐𝑚) ∆𝑡1 (𝑠) ∆𝑡2 (𝑠) ∆𝑡3 (𝑠) ∆𝑡4 (𝑠) ∆𝑡5 (𝑠) ∆𝑡 (𝑠)
∆𝑥
∆𝑡
(
𝑐𝑚
𝑠
)
𝐴𝐴1 10 5.75 5.64 5.86 5.93 5.76 5.79 1.73
𝐴𝐴2 20 8.64 8.65 8.75 8.79 8.64 8.69 2.30
𝐴𝐴3 30 10.72 10.85 10.93 10.88 10.71 10.82 2.77
𝐴𝐴4 40 12.56 12.81 12.77 12.68 12.58 12.68 3.15

4. 7. Cálculos y Resultados
Primera parte
Para el cálculo de la velocidad instantánea se han realizado dos rectas, una para el
tramo AC y otra para el tramo CB, estas con los datos recogidos ajustados a una recta
mínima cuadrática. Para ello se han realizado las siguientes tablas donde 𝑥𝑖 es el valor
del tiempo y 𝑦𝑖 el valor de la velocidad media en el intervalo.
Tabla N° 3: Tramo AC
i Tramo 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖
2
1 𝐴3 𝐶 1.12 3.57 4 1.26
2 𝐴2 𝐶 2.39 3.34 8 5.72
3 𝐴1 𝐶 4.20 2.85 12 17.67
4 𝐴𝐶 8.24 1.94 16 67.83
Σ 15.95 11.71 40 92.49
11.71 = 𝑎1 ∙ 4 + 𝑎0 ∙ 15.95
40 = 𝑎1 ∙ 15.95 + 𝑎0 ∙ 92.49
⟹ 𝑎0 = −0.23 ⋀ 𝑎1 = 3.85
𝑉(𝑡) = 𝑎0 ∙ 𝑡 + 𝑎1
⟹ 𝑉𝐴𝐶(𝑡) = −0.23𝑡 + 3.85
Tabla N° 4: Tramo CB
i Tramo 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖
2
1 𝐶𝐵1 1.90 4.21 8 3.62
2 𝐶𝐵2 3.54 4.52 16 12.53
3 𝐶𝐵3 4.95 4.84 24 24.54
4 𝐶𝐵 6.19 5.17 32 38.29
Σ 16.58 18.74 80 78.98
18.74 = 𝑎1 ∙ 4 + 𝑎0 ∙ 16.58
80 = 𝑎1 ∙ 16.58 + 𝑎0 ∙ 78.98
⟹ 𝑎0 = 0.22 ⋀ 𝑎1 = 3.75
𝑉(𝑡) = 𝑎0 ∙ 𝑡 + 𝑎1
⟹ 𝑉𝐶𝐵(𝑡) = 0.22𝑡 + 3.75
El valor de la velocidad instantánea está dada por:
𝑉𝐶 =
𝑉𝐴𝐶(0) + 𝑉𝐶𝐵(0)
2
𝑉𝐶 =
3.85
𝑐𝑚
𝑠 + 3.75
𝑐𝑚
𝑠
2

5. 𝑉𝐶 = 3.80
𝑐𝑚
𝑠
Segunda parte
Para el cálculo de la aceleración se ha graficado una recta y calculado su pendiente.
Siendo esta la recta mínima cuadrática de las velocidades medias de los puntos medios
de los tramos y el tiempo en ellos.
𝑦𝑖 = 𝑣 𝑚(𝐴𝐴1) =
∆𝑥
𝑡0 − 𝑡1
Donde ∆𝑥 será 10 𝑐𝑚 para todos los tramos
𝑥𝑖 = 𝑡 𝐴𝐴1
=
𝑡0 + 𝑡1
2
Tabla N°5
i Tramo 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖 𝑦𝑖 𝑥𝑖
2
1 𝐴𝐴1 2.89 1.73 5.00 8.38
2 𝐴1 𝐴2 7.24 3.44 24.92 52.43
3 𝐴2 𝐴3 9.76 4.71 45.93 95.18
4 𝐴3 𝐴4 11.75 5.37 63.10 138.04
Σ 16.58 31.64 15.25 138.95
31.64 = 𝑛1 ∙ 4 + 𝑛0 ∙ 16.58
15.25 = 𝑛1 ∙ 16.58 + 𝑛0 ∙ 138.95
⟹ 𝑛0 = 0.42 ⋀ 𝑛1 = 0.50
𝑉(𝑡) = 𝑛0 ∙ 𝑡 + 𝑛1
⟹ 𝑉(𝑡) = 0.42𝑡 + 0.50
Donde 𝑎 = 0.42
𝑐𝑚
𝑠2
8. Observaciones
 Durante la realización del experimento en ocasiones la rueda no realizaba un
movimiento rectilíneo, las medidas tomadas en estas situaciones fueron
eliminadas.
 Se han realizado mediciones adicionales y se han eliminado los datos que se
alejan demasiado de los otros valores tomados, estos, obtenidos por diversos
errores al momento de realizar el experimento o imprecisiones al momento de
usar el cronómetro.
 La aceleración obtenida durante la parte 2 del experimento no corresponde a las
medidas tomadas en el experimento 1 esto debido a que al momento de realizar
las mediciones para este los materiales fueron movidos de lugar obteniendo así
resultados diferentes.

6. 9. Gráficas
Parte 1:
Parte 2

7. 10. Conclusiones
 Se ha encontrado el valor de la velocidad instantánea en el Punto C, el valor
encontrado es 𝑉𝐶 = 3.80
𝑐𝑚
𝑠
.
 Se encontrado el valor de la aceleración el cual es 𝑎 = 0.42
𝑐𝑚
𝑠2
11. Bibliografía
 Raymond A. Serway. Física para Ciencias e Ingeniería. 7ma
Edición. México:
Cengage Learning, 2008.