Velocidad Instantánea

Objetivo

• Tener una idea, experimentalmente, de cómo obtener la velocidad instantánea a partir de la velocidad media.

• Entender el proceso experimental de límite.

• Obtener la velocidad instantánea, en un punto determinado, de un móvil que realiza movimiento rectilíneo.

Fundamentación teórica

• INTRODUCCIÓN

La Mecánica, la más antigua de las ciencias físicas, es el estudio del movimiento de los cuerpos.

Cuando describimos el movimiento nos ocupamos de la parte de la mecánica que se llama Cinemática.

• CINEMÁTICA DE UNA PRTÍCULA

Un objeto real puede girar al ir moviéndose, análogamente un cuerpo puede vibrar al ir moviéndose. Estas complicaciones se pueden evitar considerando el movimiento de un cuerpo muy pequeño llamado partícula. Matemáticamente, una partícula se considera como un punto, como un objeto sin tamaño, de manera que no hay que hacer consideraciones de rotación ni de vibración.

• VELOCIDAD MEDIA

La velocidad de una partícula es la rapidez con la que cambia de posición al transcurrir el tiempo. La posición de una partícula en un cierto marco de referencia está dada por un vector de posición trazada desde el origen de dicho marco a la partícula.

• VELOCIDAD INSTANTANEA

Supongamos que una partícula se está moviendo de tal manera que su velocidad media, medida en un gran número de intervalos de tiempos diferentes, no resulta constante. Se dice que esta partícula se mueve con velocidad variable.

Materiales e instrumentos

PROCEDIMIENTO

• 1. Instale el sistema mostrado en la fig. 1. Las dos varillas paralelas deben nivelarse de tal manera que la rueda no se desvíe a los costados .Procurar que la rueda rote sin resbalar con tal fin darle la inclinación adecuada.

• 2. Divida el tramo AB y determínese C como indica la fig.2.a continuación divida también los tramos AC y CB en cuatro partes iguales cada uno.

• 3. Medir las distancias AC, A1C, A2C, A3C; igualmente CB, C1B, C2B, C3B.

• 4. Soltar la rueda siempre desde el punto A y tomar siempre los tiempos que tarda en recorrer las distancias encontradas.

• 5. Repita los pasos anteriores para una inclinación diferente.

• DATOS EXPERIMENTALES

Resultados

• 1. Hacer una grafica de las velocidades medias obtenidas en la tabla 1 y 2 en función de los intervalos de tiempo.

Caso 1. (Método: Hoja de cálculo Excel)

Caso 2. (Método: Hoja de cálculo Excel)

• 2. Este proceso se sigue para encontrar la velocidad instantánea en C considerando los puntos a la izquierda y ala derecha. Se obtiene la velocidad media correspondiente a los intervalos entre AC y a los de CB.

Caso 1.

De A hasta C

Desde C hasta B

Luego remplazando los dados en:

Caso 2. (Mayor inclinación)

De A hasta C

Desde C hasta B

Luego remplazando los dados en:

• 3. Determine el error en la determinación de la rapidez instantánea.

Caso 1.

Caso 2.

• 4. Relacione la velocidad instantánea en el punto C para diferentes inclinaciones.

Según los resultados con menor pendiente Vc es menor, mientras que con mayor pendiente Vc es mayor, entonces:

Cuestionario

• 1. Diferencie la velocidad media y velocidad promedio.

Entonces las diferencias son:

• a) La velocidad media es un vector, mientras que la velocidad promedio es un escalar.

• b) La velocidad media se mide en referencia al desplazamiento (vector), mientras que la velocidad promedio se mide en referencia al espacio recorrido o trayectoria (un escalar).

Observaciones y conclusiones

• Experimentalmente no se puede calcular la velocidad instantánea, por lo que es necesario ayudarse de la velocidad media.

• Notamos que mediante una gráfica podemos tender a un límite determinado. En el caso de la velocidad instantánea, se obtiene cuando la recta de la velocidad media en función del tiempo corta el eje de la velocidad media ().

Bibliografía

J. GOLDEMBERG. Física General y Experimental. Volumen 1.

SKIRES. Física Experimental.

RESNICK Y HALLIDAY. Física. Parte I.

EDITORES LUMBRERAS. Física "Una visión analítica del movimiento". Volumen 1.

Autor:

Bravo Anaya, Rualth Gustavo

Escobar Bellido, Dany Javier

ASIGNATURA : LABORATORIO DE FÍSICA I (FS-142)

DOCENTE : KLÉBER JANAMPA QUISPE

SERIE : 100 – II

SEMESTRE : 2010 – II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y CIVIL

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

TERCER INFORME

AYACUCHO – PERU

2011