Este documento describe un experimento para estudiar el movimiento rectilíneo uniforme de una burbuja de aire ascendiendo por un tubo inclinado. El procedimiento incluye medir el tiempo que tarda la burbuja en recorrer distancias fijas y usar los datos para calcular la velocidad media. Los resultados muestran que la velocidad de la burbuja es aproximadamente constante, lo que indica un movimiento rectilíneo uniforme.

1. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
1. Objetivos
♦ Comprobar las leyes del movimiento rectilíneo que lleva una burbuja de aire
cuando asciende por un tubo inclinado.
♦ Medir tiempos de eventos con una precisión determinada.
♦ Graficar e interpretar las gráficas “d vs t” y “V vs t”.
♦ Llevar las relaciones del M.R.U al plano cartesiano.
2. Fundamento Teórico
MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME
Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta y uniforme
cuando su velocidad es constante en el tiempo, es decir, su aceleración es nula.
VELOCIDAD MEDIA
La velocidad media se define como la razón del desplazamiento ∆ ‫ ݔ‬de un
móvil en el intervalo de tiempo ∆ ‫ݐ‬
∆ ‫ݔ‬ ‫ݔ‬ଶ െ ‫ݔ‬ଵ
ܸ ൌ
௠ ൌ
∆ ‫ݐ‬ ‫ݐ‬ଶ െ ‫ݐ‬ଵ
ௗ
Si hacemos ‫ݔ‬ଶ െ ‫ݔ‬ଵ ൌ ݀ y ‫ݐ‬ଶ െ ‫ݐ‬ଵ ൌ ‫;ݐ‬ tendremos: ܸ ൌ
௠ ௧
Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 1

2. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
3. Materiales
TUBO DE NIKOLA CRONOMETRO
CINTA METRICA PAPEL MILIMETRADO
SOPORTE DE MADERA CALCULADORA
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3. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
4. Procedimiento
1) Se debe mantener que el tubo de Nikola se encuentre lleno de agua
coloreada y contener una burbuja de aire que pueda desplazarse a lo largo
del tubo.
2) Marque en el tubo de Nikola distancias de 20 en 20 cm, hasta 100 cm.
dejando una distancia prudencial para el punto de inicio.
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4. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
3) Monte el equipo como indica el grafico, con una inclinación de
aproximadamente 20 grados.
4) Con el cronometro mida el tiempo de demora la burbuja en recorrer la
distancia de 20 cm., repita este procedimiento 3 veces, anote estos valores
en la tabla 1.
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5. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
5) Con el cronometro mida el tiempo que demora la burbuja en recorrer la
distancia de 40 cm., repita este procedimiento 3 veces, anote estos valores
en la tabla 1.
6) Repita el procedimiento anterior para las distancias de 60 cm., 80 cm., y 100
cm., anote en la siguiente tabla.
TABLA I
DISTANCIA
TIEMPOS 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm
1 1,00 2,11 3,20 4,32 5,41
2 1,12 2,15 3,28 4,26 5,40
3 1,14 2,16 3,30 4,28 5,38
7) Halle el promedio de los tiempos obtenidos para cada distancia, así mismo
calcule la velocidad media para cada distancia y anote sus resultados en la
tabla II.
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6. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
TABLA II
DISTANCIAS 20 cm 40 cm 60 cm 80 cm 100 cm
TIEMPOS 1, 08 2,14 3,26 4,28 5,39
(PROMEDIOS)
VELOCIDAD 18,51 18,69 18,40 18,69 18,55
MEDIA
8) Halle la velocidad promedio de la burbuja a lo largo de la trayectoria.
ࢂ࢖ ൌ ૚ૡ. ૞ૠ ࢉ࢓/࢙
Cuestionario
1. En un papel milimetrado y con los datos de la tabla I construya la
gráfica “d vs t”
2. En la gráfica anterior calcule la velocidad media de la burbuja.
Δ‫ ݉ܿ 001 ݔ‬െ ‫݉ܿ ݋‬
Ԧ
ሬԦ
ܸ ൌ
௠ ൌ ൌ 18.5529 ܿ݉/‫݃݁ݏ‬
Δ‫ݕ‬
Ԧ 5.39
ࢂ࢓ ൌ ૚ૡ. ૞૞ ࢉ࢓/࢙
3. Compare los resultados obtenidos en la pregunta anterior con el
procedimiento 8:
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7. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
Los resultados comparados son diferentes.
En el procedimiento se hallo el promedio de las 5 velocidades para la velocidad
promedio, mientras que en la pregunta anterior calculamos la velocidad media.
Existe una variación pequeña.
V୮ െ V୫ ൌ 18,57 െ 18,55
V୮ െ V୫ ൌ 0,02 ܿ݉/‫ ݏ‬
4. Con los datos de la tabla II elabore, en papel milimetrado, un
grafica: “V vs t”
5. En la gráfica anterior halle las áreas debajo del gráfico en forma
sucesiva para cada intervalo de tiempo transcurrido.
࡭૚ ࡭૛ ࡭૜ ࡭૝ ࡭૞
20ܿ݉ଶ 40ܿ݉ଶ 61ܿ݉ଶ 79ܿ݉ଶ 100ܿ݉ଶ
6. ¿Qué le indican los valores obtenidos en el ítem anterior?
Los valores que se encuentran en la tabla nos indican aproximadamente el espacio
recorrido por la burbuja en un determinado tiempo.
7. ¿Qué sucedería si se cambia la inclinación del tubo de Nikola?
Se ha observado que cuando hay una mayor inclinación del tubo de Nikola el
tiempo medido se hace más pequeño y como consecuencia la velocidad de la
burbuja también aumenta, también se ve que cuando la inclinación es mayor no se
puede apreciar con precisión el fenómeno.
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8. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
De la Tabla II
Recta de Mínimos Cuadrados
Tiempos 1,08 2,14 3,26 4,28 5,39
(x)
Velocidad 18,51 18,69 18,40 18,69 18,55
Media (y)
x y ࢞૛ xy
1,08 18,51 1,1664 19,9908
2,14 18,69 4,5796 39,9966
3,26 18,40 10,6276 59,9840
4,28 18,69 18,3184 79,9932
5,39 18,55 29,0521 99,9845
෍ ‫ ݔ‬ൌ 16,15 ෍ ‫ ݕ‬ൌ 92,84 ෍ ‫ ݔ‬ଶ ൌ 63,7441 ෍ ‫ ݕݔ‬ൌ 299,9491
ଵ଺,ଵହ
I) x ൌ
ഥ → x ൌ 3,230
ത
ହ
ଽଶ,଼ସ
y ൌ
ത → ‫ ݕ‬ൌ 18,568
ത
ହ
௡ ∑ ௫௬ି ∑ ௫.∑ ௬
II) ܾൌ మ
௡ ∑ ௫ మ ିሺ∑ ௫ሻ
ହሺଶଽଽ,ଽସଽଵሻିሺଵ଺,ଵହሻሺଽଶ,଼ସሻ
ܾൌ
ହሺ଺ଷ,଻ସସଵሻି ሺଵ଺,ଵହሻమ
଴,ଷ଻ଽହ
ܾ ൌ → ܾ ൌ 0,007
ହ଻,଼ଽ଼଴
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9. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
III) ܽ ൌ ‫ ݕ‬െ ܾ‫ ̅ݔ‬
ത
a = 18,568 – (0,007)(3,230)
a = 18,55
IV) y = a +bx
࢟ ൌ ૚ૡ, ૞૞ ൅ ૙, ૙૙ૠ࢞
Utilizando el Método de Mínimos Cuadrados, la recta obedece a la siguiente
ecuación; pero para nuestro trabajo de experimentación hemos considerado
esta recta con una dirección paralela al eje x.
De la pregunta 5
Ahora calculamos el área que se encuentra debajo de la recta, para cada espacio
que ha recorrido la burbuja
Tiempos 1,08 2,14 3,26 4,28 5,39
(x)
Velocidad 18,56 18,57 18,57 18,58 18,59
Media (y)
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10. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME FISICA EXPERIMENTAL I
ሺଵ଼.ହହ ାଵ଼,ହ଺ ሻ
࡭૚ ൌ . 1,08 ൌ 20,04
ଶ
࡭૚ ൌ 20 ܿ݉ଶ
ሺଵ଼.ହହ ାଵ଼,ହ଻ ሻ
࡭૛ ൌ . 2,14 ൌ 39,72
ଶ
࡭૛ ൌ 40 ܿ݉ଶ
ሺଵ଼.ହହ ାଵ଼,ହ଻ ሻ
࡭૜ ൌ . 3,26 ൌ 60,51
ଶ
࡭૜ ൌ 61 ܿ݉ଶ
ሺଵ଼.ହହ ାଵ଼,ହ଼ ሻ
࡭૝ ൌ . 4,28 ൌ 79,46
ଶ
࡭૝ ൌ 79 ܿ݉ଶ
ሺଵ଼.ହହ ାଵ଼,ହଽ ሻ
࡭૞ ൌ . 5,39 ൌ 100,09
ଶ
࡭૞ ൌ 100 ܿ݉ଶ
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