Este documento presenta el diseño y construcción de una maqueta que representa la cinemática de una partícula. El estudiante diseñó la maqueta para analizar variables como la velocidad, aceleración y trayectoria de la partícula en diferentes tipos de movimiento como movimiento rectilíneo uniforme, movimiento rectilíneo uniformemente variado y tiro parabólico. La maqueta fue construida con materiales reciclables y permite realizar cálculos de las componentes que afectan el movimiento de la partícula.

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE
Nombre: Kevin Cruz
Docente: Diego Proaño
NRC: 8602
Diseño y construcción de una maqueta que represente
la cinemática de la partícula.
Asignatura: Física I
Fecha de entrega: 05/12/22

2. Objetivo
 Diseñar y construir una maqueta que nos permita analizar las diferentes variables que
actúan en el movimiento de la partícula, así como realizar los cálculos de las
componentes que provocan dichos movimientos.

3. Cinemática
 La cinemática es la parte de la mecánica que se encarga de estudiar los tipos de movimientos
sin atender a las causas que lo producen, la mecánica se encarga del estudio de los
movimientos y estados en que se encuentran las partículas.
 En presente estudio de cinemática nos permitirá aplicar en nuestro entorno en diferentes
situaciones por ejemplo en juegos de feria, recorrido de una pelota, el vuelo de un insecto, el
caminar de una persona y otros movimientos más, para ello revisaremos fórmulas que actúan
en la velocidad y aceleración del movimiento.

4. Partícula
 Modelo matemático idealizado como un objeto considerado en un punto matemático y sin
dimensiones, que tendrá posición, masa y movimiento, quiere decir que un objeto puede ser
considerado como partícula, independientemente su tamaño.
Trayectoria
 La posición de una partícula en el espacio determinada mediante el vector posición desde el
origen O referencial (x,y,z), a la posición de la partícula P, cuando esta se mueve, el vector
posición describe una curva C en el espacio, que se le conoce como trayectoria.

5. MRU
 Es aquel con velocidad constante y cuyas trayectorias es una línea recta. Un ejemplo claro son las
puertas correderas de un ascensor, generalmente se abren y cierran en línea recta y siempre a la misma
velocidad
Características
 El movimiento siempre transcurre a lo largo de una
línea recta
 Un móvil con MRU recorre distancias o espacios iguales
en tiempos iguales.
 La velocidad permanece inalterable tanto en magnitud
como en dirección y sentido.
 El MRU carece de aceleración (no hay cambios en la
velocidad).
 Puesto que la velocidad v se mantiene constante en el
tiempo t, la gráfica de su magnitud en función del
tiempo es una línea recta.

6. MRUV
 El movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV) o también llamado movimiento rectilíneo
uniforme acelerado (MRUA), es movimiento que se caracteriza por tener una trayectoria en línea
recta y una aceleración constante y diferente a cero, por lo tanto, la velocidad en este movimiento
cambia uniformemente dependiendo de la dirección de su aceleración.

7. Tiro Parabólico
 El tiro parabólico consiste en arrojar un
objeto o proyectil con cierto ángulo y dejar
que se mueva bajo la acción de la
gravedad. Si no se considera la resistencia
del aire, el objeto, sin importar su
naturaleza, seguirá una trayectoria en
forma de arco Para su estudio, el tiro
parabólico se desglosa en dos
movimientos superpuestos: uno horizontal
sin aceleración, y el otro vertical con
aceleración constante hacia abajo, que es
la gravedad. Ambos movimientos poseen
velocidad inicial.

8. Cinemática en coordenadas normales y tangenciales
 Componente tangencial
 La componente tangencial se encuentra sobre
el eje tangencial, y como su nombre lo indica
este es tangente a la trayectoria del objeto o
de la partícula, dentro de este componente se
encuentra:
 Componente normal
 Es la componente que se proyecta sobre el eje
normal y es responsable de la dirección de la
velocidad.
 Aceleración Total
 Se define como la suma de la aceleración del
componente tangencial más la aceleración de
la componente normal. Representada de la
siguiente manera

9. Cinemática en coordenadas cilíndricas
 Las coordenadas cilíndricas son consideradas como una extinción de las coordenadas polares
hacia la tercera dimensión. La forma de las coordenadas cilíndricas es (𝑟, 𝜃, 𝑧) donde, r
es la distancia desde el origen hasta el punto en el plano xy.

10. Materiales para la construcción de la maqueta
 Cartón
 Plástico
 Regla
 Silicona
 Compas
 Cinta scotch
 Taípe
 Cronometro
 Canica
 Cabe recalcar que para este proyecto se tomara en cuenta los materiales
reciclables tales como:

11. Procedimiento
1. Idealizamos los diferentes movimientos que tendrá la maqueta.
2. Diseñamos un dibujo de la maqueta para visualizar sus dimensiones y sus características.
3. Nos ponemos en la búsqueda de materiales reciclados para la construcción de la maqueta.
4. Una vez con los materiales, procedemos a iniciar la construcción, en primer lugar, trazamos las piezas que se
necesitaran para la maqueta.
5. Proseguimos a recortar las piezas ya trazadas en los diferentes materiales.
6. Una vez tengamos las piezas ya recortadas procedemos a ensamblar todas las partes.
7. Para un mejor ensamblaje se utilizarán los materiales que facilitarán a unir las piezas.
8. Una vez ensamblado cada movimiento seguimos a unir todos los movimientos para generar la maqueta final.
9. Una vez se tenga la maqueta armada, se prosigue a coger las fallas que tenga para un mejor funcionamiento.
10. Se prosigue a probar el correcto funcionamiento de la maqueta con la canica que este caso será la partícula.
11. Una vez la maqueta este funcionando correctamente, se prosigue a tomar los datos para los respectivos cálculos.
12. Realizamos los cálculos respectivos de las componentes que actúan en movimiento de la partícula.

12. Datos

13. Datos

14. Conclusiones
 Se logro diseñar la maqueta que representa la cinemática de la partícula para ello se tuvo que realizar un
análisis de los diferentes temas que lo componen y sus parámetros, así como sus fórmulas para los diferentes
cálculos.
 Como hemos podido apreciar existe muchas relaciones en el movimiento de la partícula, movimiento
rectilíneo, el movimiento rectilíneo uniformemente variado, se debe tener en cuenta las unidades y términos
con los que se trabaja ya que en los distintos procesos se requiere su resolución y análisis bastantes precisos.
 Para una mejor ilustración de los resultados se puede decir que en la maqueta se puede apreciar las
diferentes aplicaciones de los temas vistos, esto sucede mientras recorre unos diferentes tramos, los mismos
que describen los cambios de variables ya estudiados.
 Una vez revisado todo el ensayo podemos decir que la cinemática el estudio de los movimientos de la
partícula apreciamos como podemos llegar a cálculos muy precisos sin tomar en cuenta los datos que lo
provocan el movimiento, como lo hace la dinámica.
 Se pudo aplicar todos los conocimientos obtenidos en la clase del tema cinemática de la partícula en donde
vemos cómo actúa la partícula con sus diferentes componentes tales como posición, velocidad, aceleración
con respecto al tiempo.

15. Anexos

16. Anexos

17. Anexos

18. Anexos

19. Anexos