DESCARGAR LIBRO DE ESTÁTICA - EL MEJOR Y MUY DIDACTICO.
PROBLEMAS RESUELTOS ______________________________________________
Ph.D. Genner Villarreal Castro
DESCARGARLO Y COMPARTE EL LIBRO.
Laboratorio de mecánica práctica no. 01 medición de dimensiones fundamentalesAlan Alexis Ramos
Medición de dimensiones mecánicas fundamentales: Longitud, Tiempo, Masa y Fuerza.
Elaboración de gráficas tiempo-posición para un cuerpo que se desliza sobre una rampa.
Elaboración de la gráfica elongación-fuerza para resortes que se sujetan a deformaciones
Análisis de situaciones de equilibrio mecánico respecto a configuraciones en las que se usen resortes.
DESCARGAR LIBRO DE ESTÁTICA - EL MEJOR Y MUY DIDACTICO.
PROBLEMAS RESUELTOS ______________________________________________
Ph.D. Genner Villarreal Castro
DESCARGARLO Y COMPARTE EL LIBRO.
Laboratorio de mecánica práctica no. 01 medición de dimensiones fundamentalesAlan Alexis Ramos
Medición de dimensiones mecánicas fundamentales: Longitud, Tiempo, Masa y Fuerza.
Elaboración de gráficas tiempo-posición para un cuerpo que se desliza sobre una rampa.
Elaboración de la gráfica elongación-fuerza para resortes que se sujetan a deformaciones
Análisis de situaciones de equilibrio mecánico respecto a configuraciones en las que se usen resortes.
EDT (Estructura de Desglose de Trabajo).pdffranco14021
• EDT: Estructura Desagregada del Trabajo
(Desagregar: Separar dos cosas que estaban unidas)
• WBS: Work Breakdown Structure
• Representa TODO el trabajo que se debe realizar en un Proyecto
•Equivale al índice de un libro
2. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
FACULTAD
DE
INGENIERÍA CIVIL
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
CURSO: FISICA I
TEMA: “VELOCIDAD MEDIA, VELOCIDAD INSTANTANEA
Y ACELERACION”
DOCENTE: GARCIA PERALTA, Alfredo
ALUMNO: VEGA GONZALES, Franklin Enrique 132-0904-321
HUARAZ -ANCASH-PERÚ
3. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
VELOCIDAD MEDIA, VELOCIDAD INSTANTANEA Y ACELERACION
I. OBJETIVOS
1.1. Determinar la velocidad media de un móvil que se desplaza a lo
largo del plano inclinado.
1.2. Determinar la velocidad instantánea que un móvil (rueda de
maxwell). En un punto de su trayectoria.
1.3. Determinar experimentalmente la aceleración instantánea de un
móvil con movimiento rectilíneo uniforme variado.
1.4. Utilizar correctamente las ecuaciones de un movimiento variado.
II. MATERIALES A UTILIZAR
2.1. Una rueda de maxwell.
2.2. Una regla graduada en milímetros
2.3. Un cronometro.
2.4. Un soporte con dos varillas paralelas.
2.5. Un tablero de mapresa con tornillo de regulación.
2.6. Un nivel de burbuja.
III. MARCO TEORICO
3.1. VELOCIDAD MEDIA:
La velocidad entre dos puntos de la trayectoria de un móvil,
se define como:
𝑉𝑚 =
∆𝑥
∆𝑡
(1)
Dónde: ∆𝑥 = 𝑥1 − 𝑥2 representa el desplazamiento del móvil
y ∆𝑡 = 𝑡1 − 𝑡2, es el intervalo de tiempo durante el cual se
efectúa el desplazamiento.
3.2. LA VELOCIDAD INSTANTANEA :
La velocidad instantánea en un punto cualquiera de la trayectoria se
obtiene haciendo los intervalos de tiempo tan pequeños como sea
posible, acercándose cada vez más al punto de referencia, es decir.
4. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
𝑉 = (𝑉𝑚)∆𝑡→0
𝐿𝑖𝑚
= (
∆𝑥
∆𝑡
)
∆𝑡→0
𝐿𝑖𝑚
𝑉 =
𝑑𝑥
𝑑𝑡
Para determinar la velocidad instantánea del móvil en el punto P de su trayectoria,
vasta medir las velocidades medias alrededor de dicho punto. La fig. 1 muestra
una pista formada por las varillas inclinadas sobre la cual se encuentra en
movimiento el ee de una volante desplazándose sin deslizar desde A hacia B. se
determina las velocidades medias en un tramo cada vez más corto respecto al
punto p, tanto a la izquierda: AP, A1P, A2P, A3P, como por la derecha AB, B1P,
B2P, B3P.
Fig. Movimiento de un móvil sobre un plano inclinado
Un gráfico de las velocidades medias (
∆𝑥
∆𝑡
), en función de los intervalos de tiempo
∆𝑡, se muestra e la fig. 2. Donde v1, es la velocidad media correspondiente al
intervalo AP; V2 es la velocidad media correspondiente al intervalo A1P ; etc.
Debe tenerse en cuenta que el móvil siempre inicia su movimiento partiendo del
reposo de A. De este grafico se puede la velocidad instantánea en el punto P al
prolongar la recta hasta que corte el eje Vm (es decir cuándo ∆𝑡 → 0), tal como se
muestra en la fig. 2
5. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Fig.2. Grafico velocidad media en función del tiempo
Siguiendo el mismo procedimiento se procede para el tramo PB. En este caso el
móvil también inicia su movimiento en el punto A. Trazando un gráfico similar a la
fig.2, se puede hallar el otro valor para la velocidad instantánea en el punto P
(teóricamente debería ser el mismo). Esta superposición de gráficos esta
mostrado en la fig.3.
Fig. 3 Grafico velocidad media en función del tiempo para ambos tramos
AP y PB
t
m
x
v
t
6. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
3.3. ACELERACION INSTANTANEA:
Para encontrar la aceleración de un móvil a lo largo del plano inclinado
se grafican velocidades instantáneas en diferentes puntos de su
trayectoria en función del tiempo. La pendiente de dicha grafica nos da
la aceleración. Para el logro de este objetivo se utiliza un procedimiento
que permite encontrar la velocidad instantánea a partir de las
velocidades medias.
Consideremos el movimiento uniformemente variado de un móvil
que partiendo del punto O pasa por A y B, como se ve en la Fig.4
Fig. 4 Movimiento rectilíneo uniformemente variado de una
partícula
La aceleración media se define como:
𝑎 𝑚 = ∆𝑣
∆𝑡
(3)
Dónde: ∆𝑣 = 𝑣 𝐴 − 𝑣 𝐵 y ∆𝑡 = 𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐵
La aceleración instantánea se obtiene tomando valores más y más pequeños se
∆𝑡, y valores correspondientes más y más pequeños de ∆𝑣, de tal forma que
𝑎 = (
∆𝑣
∆𝑡
)∆𝑡→0
𝐿𝑖𝑚
𝑎 =
𝑑𝑣
𝑑𝑡
(4)
Una relación que involucra el desplazamiento, la velocidad y la aceleración a lo
largo de la trayectoria está dada por la ecuación.
7. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
𝑎 = 𝑣 𝑑𝑣
𝑑𝑥
(5)
Cuando la velocidad es constante, 𝑎 = 𝑎 𝑐 cada una de las tres ecuaciones
cinemáticas 𝒂 = 𝒅𝒗 𝒅𝒕⁄ ; 𝒗 = 𝒅𝒙 𝒅𝒕⁄ y 𝒂 = 𝒗𝒅𝒗 𝒅𝒙⁄ pueden integrarse para
obtener fórmulas que relacionen a, v, x y t. para determinar la velocidad como una
función del tiempo se integra la ecuación (4), en la forma.
∫ 𝑑𝑣
𝑉 𝐵
𝑉 𝐴
= ∫ 𝑑𝑡
𝑉 𝐵
𝑉 𝐴
𝑣 𝑏 = 𝑣 𝐴 + 𝑎(𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐵) (6)
Para determinar el desplazamiento como una función del tiempo se integra la ecu.
(6), esto es:
∫ 𝑑𝑥
𝑋 𝐵
𝑋𝑎
= ∫ (𝑎 𝐴 + 𝑎𝑡)𝑑𝑡
𝑡 𝐵
𝑡 𝐴
𝑥 𝑏 = 𝑥 𝐴 + 𝑥 𝑎(𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐵) +
1
2
𝑎(𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐵)2
(7)
Si el móvil parte del reposo en el origen de coordenadas, la ecuación (7) se
escribe:
𝑥 𝐵 =
1
2
𝑎𝑡2
𝐴𝐵 (8)
Para determinar la velocidad como una función del desplazamiento se integra la
ecuación (5) en la forma:
∫ 𝑣𝑑𝑣
𝑉 𝐵
𝑉𝑎
= ∫ 𝑎𝑑𝑥
𝑥 𝐵
𝑥 𝐴
𝑣 𝐵
2
= 𝑣 𝐴
2
+ 2𝑎(𝑡 𝐴 − 𝑡 𝐵) (9)
Teniendo en cuenta que 𝑥 𝐵 − 𝑥 𝐴 = 𝑑,la ec. (9) se escribe
(𝑣 𝐵 + 𝑣 𝐴) (𝑣 𝐵 − 𝑣 𝐴) = 2ad (10)
8. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Por otro lado se sabe que en un movimiento uniformemente variado
la velocidad instantánea en el punto medio de AB de la fig. 4 es.
𝑣𝑖 = (
𝑣 𝐵+𝑣 𝐴
2
) (11)*
Donde 𝑣𝑖 , es la velocidad instantánea en el tiempo
𝑡,
𝑖 = (
𝑡+𝑡 𝐴
2
) (12)*
Reemplazando la ec. (11)* en la ecuación (10)*, se obtiene.
𝑣1 = (𝑣 𝐵 − 𝑣 𝐴) = 𝑎𝑑 (13)
Al sustituir la ecuación (6) en la ecuación (13), obtenemos:
𝑣𝑖 = (
𝑑
𝑡 𝐴+𝑡 𝐵
)
(14)*
Que corresponde al valor de la velocidad media entre los puntos A y B. esta
velocidad media en el intervalo de tiempo mencionado es igual en valor a la
velocidad instantánea en el tiempo 𝑡,
𝑖 = (
𝑡+𝑡 𝐴
2
). Si se traza una grafica 𝑣𝑖 − 𝑡,
𝑖
como se muestra en la fig. 5, la pendiente de la recta nos da el valor de la
aceleración instantánea.
9. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Fig. 5 grafica velocidad en función del tiempo para encontrar la
aceleración instantánea.
IV. METODOLOGIA
4.1. PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD INSTANTANEA.
a. Nivelamos el tablero horizontalmente mediante los tres pernos de
apoyo, utilizando el nivel de burbuja.
b. Colocamos las barras paralelas en forma inclinada, buscando un
Angulo apropiado de tal marera que la volante ruede sin deslizarse
por la pendiente.
c. Dividimos el tramo AB en dos partes una de longitud L/3 y la otra
2L/3 y ubicamos el punto P tal como se muestra en la figura. 6a. A
continuación dividimos los tramos AP y BP en cuatro partes iguales
cada una.
d. Con la regla medimos la distancia AP, A1P, A2P, A3P, en forma
análoga las distancias AB, B1P, B2P, B3P. (datos registrados en la
tabla I).
e. Soltamos la volante a partir del reposo en el punto A midiendo el
tiempo respectivo, que demora la rueda en recorrer AP por 5 veces
consecutivas. (datos registrados en la tabla I).
f. Dejando libre la volante desde el mismo punto de partida que para el
caso anterior, medimos los tiempos correspondientes a los tramos
A1P, A2P, A3P, por cinco veces consecutivos para cada caso.
(datos registrados en la tabla I).
g. Siempre poniendo en movimiento la rueda desde el mismo punto
de partida que en los pasos “c y d”, medimos por cinco veces los
tiempos correspondientes a los tramos PB, B3P, B2P, B1P. (datos
registrados en la tabla I).
10. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
fig. 6 Instalación de pista para encontrar: (a) velocidad instantánea (b) la
aceleración instantánea
x
TABLA I. Datos y cálculos para determinar la velocidad instantánea
Tramo Desplazamiento
Δx
Tiempo v=Δx/Δt
(cm/S)
1 2 3 4 5 Δt
AP 16 8.1 8.1 8.45 8.07 8.54 8.252 1.939
A1P 12 4.24 4.31 4.48 4.78 4.62 4.486 2.675
A2P 8 2.77 2.73 2.71 2.67 2.75 2.726 2.935
A3P 4 1.26 1.24 1.29 1.3 1.36 1.29 3.101
BP 32 6.59 6.65 6.67 6.68 6.57 6.632 4.825
PB3 24 5.3 5.13 5.26 5.37 5.26 5.264 4.559
PB2 16 3.71 3.71 3.66 3.72 3.77 3.714 4.308
PB1 8 2.08 1.99 2.12 2.06 2.01 2.052 3.899
4.2. Para determinar la aceleración instantánea
a. Instalamos el equipo tal como se ve en la fig.6b.
b. Dividimos el tramo a recorrer por la volante en punto que estén
situado a 7; 14; 21; 28; 35; 42cm, respectivamente desde un origen
común A. Registrando estas medidas en la Tabla II.
c. Soltamos la volante a partir del reposo en el punto A y con el
cronómetro medimos el tiempo que demora en recorrer el tramo
AA1, por cinco veces consecutivas
11. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
d. Dejando libre la volante en el mismo punto que el paso “c” medimos
los tiempos correspondientes para los tramo AA2; AA3; AA4; AA5;
AA6, ect. Registre sus valores en la Tabla. Registrando estas
medidas en la Tabla II.
Tabla II. Datos y cálculos para determinar a
e. Con los datos de la Tabla II y las ecuaciones (12)* y (14)*, elabore la
tabla III para encontrar las velocidades instantáneas en los punto
medios de los tramos AA1; AA2; AA3; AA4; AA5 y AA6.
Tabla II. Datos y cálculos para determinar a
Tramo
i
b a
d
v
t t
´
2
a bt t
t
AA1 1.442 2.427
AA2 1.782 3.928
AA3 2.059 5.1
AA4 2.379 5.886
AA5 2.678 6.535
AA6 2.908 7.221
V. CUESTIONARIO
5.1. Para determinar la velocidad media e instantánea
Tramo Desplaz
Δx
(cm)
Tiempo iv
(cm/s)
´
it (s)
1 2 3 4 5 Δt
AA1 7 4.85 4.84 4.75 4.83 5 4.854 1.442 4.854
AA2 14 8.04 7.63 8.23 7.88 7.5 7.856 1.782 7.856
AA3 21 10.1 10.64 9.9 10 10.36 10.200 2.059 10.200
AA4 28 11.61 12.28 11.34 11.75 11.88 11.772 2.379 11.772
AA5 35 12.9 13.6 12.95 12.9 13 13.070 2.678 13.070
AA6 42 14.18 14.84 14.14 14.51 14.54 14.442 2.908 14.442
12. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
a. Con los datos de la Tabla I, trace en papel milimetrado una
gráfica velocidad media vm, en función del intervalo de tiempo ∆𝑡,
y a partir de ella determine la velocidad instantánea del móvil en
el punto P.
1. Para el tramo AP:
Tramo Desplazamiento
x (cm)
Tiempo x
t
(cm/S)
2
t mx v
1 2 3 4 5 Δt
AP 16 8.1 8.1 8.45 8.07 8.54 8.252 1.939 68.096 16
A1P 12 4.24 4.31 4.48 4.78 4.62 4.486 2.675 20.124 12
A2P 8 2.77 2.73 2.71 2.67 2.75 2.726 2.935 7.431 8
A3P 4 1.26 1.24 1.29 1.3 1.36 1.29 3.101 1.664 4
16.754 10.649 97.315 40
a) Graficando por el método de mínimos cuadrados
Dónde:
(Número de medidas)
16.754t
10.649mv Cm/s
40mt v cm.
2
97.315t s2
2
280.697t s2
'mv m t b
2
22
. . .m mt v t t v
b
n t t
4n
13. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
97.315 10.649 16.754 40
4 97.315 280.697
b
Cm/s 3.373b cm/s
4 40 16.754 10.649
4 97.315 280.697
m
cm/s2
0.170m cm/s2
Reemplazando tenemos :
0.170 3.373mv t
Su grafica es la siguiente
2.- Para el tramo PB
22
. .m mn t v t v
m
n t t
y = -0.1697x + 3.373
R² = 0.9891
0.000
0.500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
0 2 4 6 8 10
rapidez
tiempo
14. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Tramo Desplaz
Δt
Tiempo
m
x
v
t
(cm/s)
2
t s2
mt v
(cm.s)
1 2 3 4 5 Δt
BP 32 6.59 6.65 6.67 6.68 6.57 6.632 4.825 43.983 32
PB3 24 5.3 5.13 5.26 5.37 5.26 5.264 4.559 27.710 24
PB2 16 3.71 3.71 3.66 3.72 3.77 3.714 4.308 13.794 16
PB1 8 2.08 1.99 2.12 2.06 2.01 2.052 3.899 4.211 8
17.662 17.591 89.698 80
a) Graficando por el método de mínimos cuadrados
Donde: (Número de medidas)
17.662t s
17.591mv cm/s
80mt v cm.
2
89.698t s2
2
311.946t s2
89.698 17.591 17.662 80
4 89.698 311.946
a
Cm/s 3.520a cm/s
tbavm '
22
2
...
ttn
vttvt
a
mm
4n
22
..
ttn
vtvtn
b
mm
15. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
4 80 17.662 17.591
4 89.698 311.946
b
cm/s2
0.199b cm/s2
Reemplazando tenemos :
0.199 3.520mv t
Su grafica es la siguiente
b) ¿En qué tramo se tiene un mayor valor para la velocidad media y
para el cual el menor valor?
Se tiene el mayor valor en tramo PB3 y menor valor para el tramo AP.
c) ¿Qué importancia tiene que las rectas se crucen antes o después del
eje de coordenadas o sea cuándo 0t ?
La importancia de que: en el punto t 0 se puede observar el valor de la
Velocidad de ambas rectas en el punto P ya que al momento de intersecarse
se llega una igualdad. Esta velocidad viene a ser la Velocidad instantánea en
el punto P. Y si estas rectas no se cruzaran no podríamos hallar la Velocidad
instantánea.
5.2. Para determinar la aceleración instantánea
y = 0.1987x + 3.5204
R² = 0.9924
0.000
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
0 1 2 3 4 5 6 7
rapidez
tiempo
16. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
a. Con los datos de la Tabla II, y utilizando la ec. (8), trace en
papel milimetrado una gráfica desplazamiento ∆𝒙, en un función
del intervalo de tiempo (∆𝒕 )2 y a partir de ella determine la
aceleración instantánea de la volante.
En este caso para analizar los datos hacemos un cuadro donde la ecuación de la
recta sea:
Δx = a0 + a1Δt²
Tramo Desplaz Δx
(cm)
Δt (s) iv
(cm/s)
´
it (s)
2
´
it (s2) iv t
AA1 7 4.854 1.442 4.854 23.561 164.929
AA2 14 7.856 1.782 7.856 61.717 864.034
AA3 21 10.2 2.059 10.2 104.040 2184.840
AA4 28 11.772 2.379 11.772 138.580 3880.240
AA5 35 13.07 2.678 13.07 170.825 5978.872
AA6 42 14.442 2.908 14.442 208.571 8759.997
147 62.194 13.248 62.194 707.294 21832.91
2
Δx = a0 + a1Δt²
Hallando el valor de a0:
224
224
0
..
ttn
txtxt
a
Donde : 6n
147x cm
2
707.294t s2
4
107075.985t s4
2
21832.912x t cm.s2
17. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
22
500264.802t s2
0
107075.985 147 707.294 21832.912
6 107075.985 500264.802
a
0 2.094a cm
Hallando el valor de a1:
Donde : 6n
147x cm
2
707.294t s2
4
107075.985t s4
2
21832.912x t cm.s2
22
500264.802t s2
1
6 21832.912 707.294 147
6 107075.985 500264.802
a
1 0.190a cm/s²
Finalmente se obtiene la siguiente ecuación:
2
2.094 0.190x t
Calculo del error absoluto de “a0” y “a1”:
224
22
1
..
ttn
xttxn
a
18. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
2
2.094 0.190x t
y = 4.4737x - 14.638
R² = 0.9764
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 2 4 6 8 10 12 14
desplazamiento
Tiempo
19. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Para “ao” se tiene:
224
42
0
)2(
).()'(
ttnn
txx
a
Donde. 6n
2
( ') 1.423x x cm2
2
707.294t s2
4
107075.985t s4
22
500264.802t s2
0
(1.423)(107075.985)
(4)(6 107075.985 500264.802)
a
0 0.518a cm
Para “a1” se tiene:
224
2
1
)2(
)'(
tnn
xxn
a
Donde. 6n
(x - x')²
t² (s
2
) (t²)² (s
4
) x (cm) t² (s
2
) x” (cm) (cm
2
)
AA1 23.561 555.136 7 23.561 6.571 0.184041
AA2 61.717 3808.956 14 61.717 13.82 0.0324
AA3 104.040 10824.322 21 104.040 21.865 0.748225
AA4 138.580 19204.412 28 138.580 28.424 0.179776
AA5 170.825 29181.146 35 170.825 34.551 0.201601
AA6 208.571 43502.014 42 208.571 41.722 0.077284
S 707.294 107075.985 147.000 707.294 146.953 1.423
Tramo
Datos de laboratorio Recta ajustada
20. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
2
( ') 1.423x x cm2
2
707.294t s2
4
107075.985t s4
22
500264.802t
1
6(1.423)
(4)(6 78086.266 376010.5608)
a
1 1.063a cm/s2
Entonces los errores de “a0”y “a1” son:
0 2.094 0.518a 0 2.612;1.576a
1 0.190 1.063a 1 1.253; 0.873a
: Por lo tanto las rectas ajustadas serán
2
2.094 0.518x t
2
0.190 1.063x t
Sabemos que la aceleración es igual a la pendiente de la recta:
1 0.518a cm/s2………………… ()
1 1.063a cm/s2………………… ()
De la ecuación de la cinemática tenemos:
2
2
1
attvx o ……………. (a)
21. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
También sabemos que:
2
10 taax ……………(b)
De las ecuaciones (a) y (b) deducimos que:
aa
2
1
1 12aa
Reemplazando en () y (), tenemos:
1.036a cm/s2
2.126a cm/s2
b. Con los dados de la Tabla II, y usando la ecuación (12)* y (14)*
trace en papel milimetrado una gráfica vi-ti y a partir de ella
determine la aceleración instantánea de la rueda.
En este caso para analizar los datos hacemos un cuadro donde la ecuación de
la recta se
vi = a0 + a1ti’
Tramo t (s) x (cm) vi (cm/s) ti' (s) ti' ² (s2)
ti'.vi
(cm)
AA1 4.854 7 1.442 4.854 23.561 6.999
AA2 7.856 14 1.782 7.856 61.717 13.999
AA3 10.2 21 2.059 10.2 104.040 21.002
22. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
AA4 11.772 28 2.379 11.772 138.580 28.010
AA5 13.07 35 2.678 13.07 170.825 35.002
AA6 14.442 42 2.908 14.442 208.571 41.997
S 62.194 147 13.248 62.194 707.294 147.009
Hallando el valor de a0:
22
2
''
''.'
ii
iiiii
o
ttn
vttvt
a
Donde: 6n
' 62.194it s
2
' 707.294it s2
.248iv 13 cm/s
'. 147.009i it v cm.s2
22
' 500264.802it s2
0
(707.294)(13.248) (62.194)(147.009)
6(707.294) 500264.802
a
0 -0.000458a cm
Hallando el valor de a1:
221
''
'.'.
ii
iiii
ttn
vtvtn
a
Donde:
23. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
6n
' 62.194it s
2
' 707.294it s2
.248iv 13 cm/s
'. 147.009i it v cm.s2
22
' 500264.802it s2
1
6(147.009) (62.194)(13.248)
6(613.197) 376010.5608
a
1 0.000117a cm/s²
Finalmente se obtiene la siguiente ecuación:
0.000458 0.000117 'i iv t
Determinamos los errores absolutos de ao y a1:
Tramo
Datos de laboratorio (vi - vi’)²
(cm²/s²)ti' (s) ti' ² (s²)
AA1 4.854 23.561 2.082
AA2 7.856 61.717 3.181
AA3 10.2 104.040 4.246
AA4 11.772 138.580 5.667
AA5 13.07 170.825 7.183
AA6 14.442 208.571 8.471
S 62.194 707.294 30.830
24. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
Para ao :
)'')(2(
''
22
22
0
ii
iii
ttnn
tvv
a
Donde:
2
( ') 30.854i iv v cm2/s2
' 62.194it s
2
' 707.294it s2
2
' 500264.802it s2
0
30.854 707.294
4(6 707.294 500264.802)
a
0,0185oa
Para a1:
)'')(2(
'
22
2
1
ii
ii
ttnn
vvn
a
Donde:
2
( ') 30.854i iv v cm2/s2
' 62.194it s
2
' 707.294it s2
2
' 500264.802it s2
25. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
1
6(30.854)
4(6 707.294 500264.802)
a
no existe
Entonces los valores son:
0 0.000458 0.0185a 0.019; 0.0120oa
1 0.000458 0a 1 0.000458a
Por lo tanto las rectas ajustadas serán:
0.019 0.000458 'i iv t
0.0120 0.000458 'i iv t
Los valores de a1 (pendiente de la recta) son las aceleraciones, entonces:
2
0.000458 /a cm s
2
0.000458 /a cm s
c. Con los datos de la Tabla III, trece una gráfica vi- ti y a partir de ella
obtenga el valor de la aceleración instantánea de la volante.
26. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
d. Compare los valores de aceleración obtenida en “a”, “b”, “c”
¿cuál cree ud. Que es el mejor valor para la aceleración?
El mejor valor se obtuvo en “a”, porque el margen de error es más
pequeño.
e. ¿De qué forma influye el ángulo de inclinación de los rieles en
la velocidad y de la aceleración instantáneas? ¿Cuál fue el
ángulo que utilizó en su experimento?
- Si el ángulo es demasiado grande la volante no rodaría, sino mas bien
se deslizaría a través de los rieles.
- Si el ángulo es muy pequeño, la volante no lograría moverse
adecuadamente y se detendría en intervalos de tiempo.
- En conclusión a la pregunta, Si el ángulo no es tan pequeño, ni tan
grande la rueda rodaría sin deslizarse y produciéndome un movimiento
adecuado.
- El ángulo que utilizamos fue 27.53º
y = 3.1625x - 1.7998
R² = 0.9778
0
1
2
3
4
5
6
7
8
0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
Título del gráfico
27. FISICA I
UNIVERSIDAD NACIONAL
“SANTIAGO ANTUNEZ DE
MAYOLO”
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL
Segundo y tercer informe
f. ¿Cuáles cree que son las posibles fuentes de error de su
experimento? Numere y explique.
Los errores se produjeron por diferentes causas, ya aprendidas
en el informe n°1, como pueden ser la mala calibración de los
instrumentos, el desgasto de los materiales como el carril, la
mesa al no tener un nivel exacto y también por parte del alumno
al tomar las mediciones.
Como por ejemplo los errores al tomar las medidas de tiempo,
pudo deberse a lo gastado que se encuentra la batería del
cronometro o el desgasto en algunas partes del riel dificultando
el rodamiento en esos tramos.
- La mala nivelación de los rieles o guías de la volante.
- El Angulo apropiado de inclinación de la guía.
- Los errores de medición por parte de la persona quien lo mide(la
imprecisión) y entre otros.
VI. DATOS ADJUNTOS:
NIVELACION DE LA BASE DE LA GUIA