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Hoja guia #3

Malicha Barragan
Malicha Barragan
Malicha BarraganViva la joda!

Hoja guia #3

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO
FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS Y BIOQUÍMICA
LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA
Profesor: Ing. Giovanni Alcocer
Ayudante: Cristina Acosta
Semestre: Primero BQ y Alimentos
Práctica: #3
Tema:
“MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO”
I. INTRODUCCIÓN
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MUA) es un tipo de movimiento frecuente
en la naturaleza. Una bola que rueda por un plano inclinado o una piedra que cae en el vacío
desde lo alto de un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un
modo aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante.
Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser
este cambio en la magnitud (rapidez), en la dirección o en ambos. (CA, 2010).
De tal manera que, para poder resolver un problema (a través de consideraciones de M.U.V.) en el
cual esté presente la aceleración, es necesario que se considere dividir el movimiento en etapas en
las que la aceleración sea constante. Aunque esto debe hacerse en el caso del movimiento
horizontal por su propia naturaleza (Betancourt, 2014).
II. OBJETIVOS
 Demostrar experimentalmente la manera de ocurrencia del movimiento
uniformemente variado.
III. MATERIALES
 Canalete de riel
 Esferas (canicas)
 Cronómetro Soporte
IV. PROCEDIMIENTO
1. Colocar el extremo del plano sobre un soporte.
2. Por el riel del canalete se deja desplazar la esfera partiendo en reposo.
3. Se toma como referencia las distancias desde (30, 90, 150) cm y se toma el tiempo en
cada medida.
4. Se repite tres mediciones por cada desplazamiento.
V. DATOS OBTENIDOS
Tabla 1: Tiempos obtenidos para MUA.
DISTANCIA
(CM)
T1
(s)
T2
(s)
T3
(s)
Promedio Aceleración
(cm/s²)
Velocidad
final (cm/s)
30
60
90
150
Fuente: Lab. Física Básica de la FCIAL.
VI. CÁLCULOS Y RESULTADOS
1. Calcular la velocidad final y la aceleración que adquiere la esfera para cada una de las
distancias.
𝑎 =
2𝑑
𝑡2 𝑣𝑓 = 𝑎 × 𝑡
Donde:
𝑎 = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛
𝑑 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎
𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
𝑣𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙
2. Calcular la aceleración promedio.
𝑎̅ =
𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3
3
Tabla 2: Datos para calcular 𝝈 𝒂
Aceleraciones obtenidas (𝒂𝒊 − 𝒂̅) (𝒂𝒊 − 𝒂̅) 𝟐
a1
a2
a3
Promedio
Fuente: Lab. Física Básica de la FCIAL.
3. Calcular σa.
𝜎 𝑎 = √
∑(𝑎𝑖 − 𝑎̅)2
𝑛 − 1
Dónde:
𝑎𝑖 = 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎
𝑎̅ = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜𝑠
4. Calcular el error de la aceleración promedio.
𝛿 𝑎 =
𝜎 𝑎
√ 𝑛
5. Calcular el error de cada velocidad final.
𝛿 𝑣 𝑓
= 𝑎̅ × 𝛿𝑡
Dónde:
𝑎̅ = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜
𝛿𝑡 = 0,01 𝑠
6. Realizar un gráfico de distancia vs. Tiempo. Sabiendo que la ecuación para una
parábola es ∆𝑥 =
1
2
𝑎̅𝑡2
, reemplace el valor de la aceleración media y obtenga la
ecuación del gráfico. Al obtener la ecuación del gráfico compruebe si esta se aplica al
mismo, realizando una tabla de valores (Δt|x).
7. Realizar un gráfico de velocidad vs. Tiempo y determinar la ecuación de la gráfica
encontrando la mejor recta (y=mx+b).
8. Para cada gráfica indicar la expresión matemática que relaciona las variables.
Nota: Para todas las velocidades finales es el mismo error.
VII. CONCLUSIONES
a) Velocidad final y aceleración a una distancia de 30 cm.
b) Velocidad final y aceleración a una distancia de 90 cm.
c) Velocidad final y aceleración a una distancia de 150 cm.
d) Aceleración promedio con su error (𝑎̅ ± 𝛿𝑎).
e) Velocidad final con su error a una distancia de 30 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓).
f) Velocidad final con su error a una distancia de 90 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓).
g) Velocidad final con su error a una distancia de 150 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓).
h) Ecuación matemática de la gráfica distancia vs. Tiempo y la relación de las variables.
i) Ecuación matemática de la gráfica velocidad vs. Tiempo y la relación de las variables.
j) Mencione las principales características del MUA.
k) Otras conclusiones que usted tenga del experimento realizado.
VIII. BIBLIOGRAFÍA
Colombia Aprende, 2010. Movimiento Uniformemente Acelerado. Colombia. Disponible en:
http://aplicaciones.colombiaaprende.edu.co/red_privada/sites/default/files/Movimiento_rectiline
o_uniformemente_variado..pdf (07/05/2014)
Betancourt, A. 2014. Aceleración y caída libre. Disponible en:
http://es.scribd.com/doc/203919283/Aceleracion-y-Caida-Libre-APUNTES (07/05/2014)
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  • 1. UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS Y BIOQUÍMICA LABORATORIO DE FÍSICA BÁSICA Profesor: Ing. Giovanni Alcocer Ayudante: Cristina Acosta Semestre: Primero BQ y Alimentos Práctica: #3 Tema: “MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO” I. INTRODUCCIÓN El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MUA) es un tipo de movimiento frecuente en la naturaleza. Una bola que rueda por un plano inclinado o una piedra que cae en el vacío desde lo alto de un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un modo aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante. Entenderemos como aceleración la variación de la velocidad con respecto al tiempo. Pudiendo ser este cambio en la magnitud (rapidez), en la dirección o en ambos. (CA, 2010). De tal manera que, para poder resolver un problema (a través de consideraciones de M.U.V.) en el cual esté presente la aceleración, es necesario que se considere dividir el movimiento en etapas en las que la aceleración sea constante. Aunque esto debe hacerse en el caso del movimiento horizontal por su propia naturaleza (Betancourt, 2014). II. OBJETIVOS  Demostrar experimentalmente la manera de ocurrencia del movimiento uniformemente variado. III. MATERIALES  Canalete de riel  Esferas (canicas)  Cronómetro Soporte IV. PROCEDIMIENTO 1. Colocar el extremo del plano sobre un soporte. 2. Por el riel del canalete se deja desplazar la esfera partiendo en reposo. 3. Se toma como referencia las distancias desde (30, 90, 150) cm y se toma el tiempo en cada medida. 4. Se repite tres mediciones por cada desplazamiento.
  • 2. V. DATOS OBTENIDOS Tabla 1: Tiempos obtenidos para MUA. DISTANCIA (CM) T1 (s) T2 (s) T3 (s) Promedio Aceleración (cm/s²) Velocidad final (cm/s) 30 60 90 150 Fuente: Lab. Física Básica de la FCIAL. VI. CÁLCULOS Y RESULTADOS 1. Calcular la velocidad final y la aceleración que adquiere la esfera para cada una de las distancias. 𝑎 = 2𝑑 𝑡2 𝑣𝑓 = 𝑎 × 𝑡 Donde: 𝑎 = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑 = 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑡 = 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑣𝑓 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 2. Calcular la aceleración promedio. 𝑎̅ = 𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3 3 Tabla 2: Datos para calcular 𝝈 𝒂 Aceleraciones obtenidas (𝒂𝒊 − 𝒂̅) (𝒂𝒊 − 𝒂̅) 𝟐 a1 a2 a3 Promedio Fuente: Lab. Física Básica de la FCIAL. 3. Calcular σa. 𝜎 𝑎 = √ ∑(𝑎𝑖 − 𝑎̅)2 𝑛 − 1 Dónde: 𝑎𝑖 = 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑐𝑎𝑙𝑐𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 𝑎̅ = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝑛 = 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑠𝑎𝑦𝑜𝑠
  • 3. 4. Calcular el error de la aceleración promedio. 𝛿 𝑎 = 𝜎 𝑎 √ 𝑛 5. Calcular el error de cada velocidad final. 𝛿 𝑣 𝑓 = 𝑎̅ × 𝛿𝑡 Dónde: 𝑎̅ = 𝑎𝑐𝑒𝑙𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 𝛿𝑡 = 0,01 𝑠 6. Realizar un gráfico de distancia vs. Tiempo. Sabiendo que la ecuación para una parábola es ∆𝑥 = 1 2 𝑎̅𝑡2 , reemplace el valor de la aceleración media y obtenga la ecuación del gráfico. Al obtener la ecuación del gráfico compruebe si esta se aplica al mismo, realizando una tabla de valores (Δt|x). 7. Realizar un gráfico de velocidad vs. Tiempo y determinar la ecuación de la gráfica encontrando la mejor recta (y=mx+b). 8. Para cada gráfica indicar la expresión matemática que relaciona las variables. Nota: Para todas las velocidades finales es el mismo error. VII. CONCLUSIONES a) Velocidad final y aceleración a una distancia de 30 cm. b) Velocidad final y aceleración a una distancia de 90 cm. c) Velocidad final y aceleración a una distancia de 150 cm. d) Aceleración promedio con su error (𝑎̅ ± 𝛿𝑎). e) Velocidad final con su error a una distancia de 30 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓). f) Velocidad final con su error a una distancia de 90 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓). g) Velocidad final con su error a una distancia de 150 cm (𝑣𝑓 ± 𝛿𝑣𝑓). h) Ecuación matemática de la gráfica distancia vs. Tiempo y la relación de las variables. i) Ecuación matemática de la gráfica velocidad vs. Tiempo y la relación de las variables. j) Mencione las principales características del MUA. k) Otras conclusiones que usted tenga del experimento realizado. VIII. BIBLIOGRAFÍA Colombia Aprende, 2010. Movimiento Uniformemente Acelerado. Colombia. Disponible en: http://aplicaciones.colombiaaprende.edu.co/red_privada/sites/default/files/Movimiento_rectiline o_uniformemente_variado..pdf (07/05/2014) Betancourt, A. 2014. Aceleración y caída libre. Disponible en: http://es.scribd.com/doc/203919283/Aceleracion-y-Caida-Libre-APUNTES (07/05/2014)