MRU laboratorio

1. UNIVERSIDAD DEL VALLE SEDE YUMBO
LABORATORIO DE FÍSICA
TECNOLOGÍA ELECTRÓNICA
Física
Profesor Carlos Segundo Pitre
Laboratorio Virtual 1: Movimiento Uniformemente Acelerado
Objetivo General
 Observar y analizar el movimiento de un cuerpo animado con
aceleración constante
Objetivos Específicos
 Analizar el movimiento en línea recta de un cuerpo con aceleración
constante
 Investigar la relación entre la distancia y el tiempo para un cuerpo
con aceleración constante
 Investigar la relación entre la velocidad y el tiempo para un cuerpo
con aceleración constate
Introducción
Entendido el concepto de aceleración en general, nos ocuparemos en esta
práctica del más sencillo de los movimientos acelerados: el que es en una
dimensión y que presenta aceleración constante; el movimiento rectilíneo
uniformemente acelerado (MRUA).
Cuando expresamos que la aceleración es constante, significa que la variación
de la velocidad es a igual tasa. Por ejemplo, si decimos que un cuerpo tiene una
aceleración constante de 2m/s2, lo que queremos significar es que la velocidad
varía 2m/s cada segundo. Es decir, 2m/s, 4m/s, 6m/s, 8m/s y así sucesivamente.
Entonces definimos la aceleración media como:
t
v
a





Si el tiempo de referencia inicial es cero (t0 = 0), entonces:
)
1
(
0
0
0
0
t
a
v
v
t
v
v
a
t
t
v
v
t
v
a





















Que representa la velocidad final de un cuerpo animado con una aceleración
constante después de cierto tiempo t.
Ahora haciendo una aproximación matemática para cuando el tiempo es muy
pequeño podemos ver la variación de la velocidad y por tanto la aceleración en
ese instante:

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dt
v
d
t
v
a
t








 0
lim Como 2
2
dt
x
d
a
dt
x
d
v 





Separando variables tenemos: x
d
dt
v



reemplazando (1) e integrando ambos lados obtenemos:
2
0
0
2
1
t
a
t
v
x
x 




Ecuación que representa el desplazamiento en función del tiempo cuando el
cuerpo tiene una aceleración constante.
investigue los siguientes conceptos:
 Velocidad variable
 Aceleración y desaceleración
 Aceleración media
 Aceleración instantánea:
 Componentes de la aceleración:
 ¿Qué descubrió Galileo acerca de la cantidad de rapidez que
gana una esfera cada segundo cuando rueda hacia abajo sobre
un plano inclinado? ¿Qué le dijo eso acerca de la aceleración de
la esfera?
 ¿Qué relación descubrió Galileo para la velocidad adquirida en
un plano inclinado?
 ¿Qué relación descubrió Galileo entre la aceleración de una
esfera y la pendiente de un plano inclinado? ¿Qué aceleración se
obtiene cuando el plano es vertical?
 Gráficas características de un cuerpo que se mueve con
aceleración constante
 ¿Cuáles son las ecuaciones del movimiento uniforme acelerado?

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En esta práctica virtual solo analizaremos el movimiento rectilíneo uniforme
acelerado de un cuerpo que se mueve a lo largo de un plano inclinado el cual
hacemos coincidir con el eje x y cuando está totalmente horizontal. Para analizar
este movimiento utilizaremos una plataforma de simulación de acceso libre. Esta
plataforma nos permite inicialmente observar como un carro en un plano
inclinado se acelera uniformemente. Nos da la posibilidad de medir la velocidad
instantánea en varios puntos de este plano, así como el tiempo transcurrido
desde que parte del reposo. En una segunda parte analizaremos el movimiento
de un carro que se mueve horizontalmente y con aceleración constante.
La plataforma que vamos a usar se denomina The Physics Aviary, desarrollado
por Boston University Simulations.
Procedimiento
Parte 1
1. El siguiente link nos conduce a la plataforma que vamos a utilizar:
https://www.thephysicsaviary.com/Physics/Programs/Labs/AccelerationO
nInclineWithPrediction/

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2. El plano inclinado nos muestra las distancias en milímetros y la plataforma
muestra medidores de velocidad y de tiempo.
3. La barrera se puede cambiar dando clic sobre ella y se inicia la simulación
dando clic sobre el carro.
4. Vamos a variar la barrera las veces que sea posible(11veces). Anote el
tiempo, el desplazamiento (positivo) y la velocidad en la tabla 1.
m
x
i
s
m
v 0
;
ˆ
0 0
0 


Posición Final
(m)
Desplazamiento
(m)
Tiempo (s)
Velocidad
Final(m/s)
Tabla 1
Ojo: el desplazamiento será: i
f x
x
x





 . El punto inicial siempre es
Parte 2
1. El siguiente link nos conduce a una plataforma que simula el movimiento
de un auto horizontalmente
https://www.thephysicsaviary.com/Physics/Programs/Labs/EquationsOfMotionL
ab/

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2. La plataforma nos ofrece un carro al cual podemos ver su movimiento
horizontalmente, además le podemos colocar una velocidad inicial y una
aceleración constante.
3. Vamos hacer tres corridas cada punto para tener un desplazamiento
promedio, una velocidad promedio y un tiempo promedio
4. Vamos a decirle que parta desde el reposo (vi = 0) y con una aceleración
de 1.2m/s2
5. Mida la velocidad y tiempo transcurrido en cada punto Llene la tabla 2.
6. Vamos a decirle que parta desde el reposo (vi = 0) y con una aceleración
de 3.1m/s2
7. Llene la tabla 3
m
x
i
s
m
v
s
m
a 0
;
ˆ
0
;
2
.
1 0
0
2 




Tabla 2
m
x
i
s
m
v
s
m
a 0
;
ˆ
0
;
1
.
3 0
0
2 




Tabla 3
1 2 3 4
1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom.
Posición Final
(m)
Desplazamiento
(m)
Tiempo (s)
Velocidad
Final(m/s)
1 2 3 4
1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom. 1 2 3 Prom.
Posición Final
(m)
Desplazamiento
(m)
Tiempo (s)
Velocidad
Final(m/s)

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Análisis
1. Haga la gráfica desplazamiento vs tiempo correspondientes a la tabla 1.
¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un ajuste adecuado. ¿Qué información
podemos obtener de esta gráfica?
2. Haga las gráficas de velocidad versus tiempo correspondiente a la tabla
1. ¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un ajuste adecuado. ¿Qué
información podemos obtener de esta gráfica?
3. Haga la gráfica desplazamiento promedio vs tiempo promedio
correspondientes a la tabla 2. ¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un
ajuste adecuado. ¿Qué información podemos obtener de esta gráfica?
4. Haga la gráfica de velocidad promedio versus tiempo promedio
correspondiente a la tabla 2. ¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un ajuste
adecuado. ¿Qué información podemos obtener de esta gráfica?
5. Haga la gráfica desplazamiento promedio vs tiempo promedio
correspondientes a la tabla 3. ¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un
ajuste adecuado. ¿Qué información podemos obtener de esta gráfica?
6. Haga la gráfica de velocidad promedio versus tiempo promedio
correspondiente a la tabla 3. ¿Qué tipo de gráfica resulta? Haga un ajuste
adecuado. ¿Qué información podemos obtener de esta gráfica?
7. Dígale a Excel que le dé la ecuación de cada una de las gráficas.
8. ¿De cuáles gráficas se pueden obtener la aceleración del cuerpo?
9. Obténgala y calcule el error relativo porcentual de la aceleración
correspondiente a la tabla 2 y 3. Siendo el valor teórico el que la
simulación establece y el experimental el calculado a partir de la gráfica