MOVIMIENTO RECTÍLINEO UNIFORME Ingeniería Civil Por: Universidad del Sinú, Montería
RESUMEN En la realización realización de esta práctica se hizo el estudio del oviiento rectilíneo uni!ore teniendo en cuenta los conceptos respectivos " el onta#e e$periental% Se pretende hacer un análisis de los resultados o&tenidos, para así poder de!inir los di!erentes conceptos tales coo: la velocidad, el desplazaiento, espacio recorrido, tiepo' " ta&i(n esta&lecer las relaciones e$istentes entre cada uno de ello%
Velocidad, PALABRAS CLAVE: Movimiento Uniforme, Posición, Velocidad,
Abstract: In the accomp!shment o" th!s pract!ce the st#$% o" the #n!"orm rect!!near mo&ement 'as ma$e ta(!n) !nto acco#nt the respect!&e concepts an$ the e*per!menta assemb%+ It !s !nten$e$ to ma(e an ana%s!s o" the res#ts obta!ne$, !n or$er to be abe to $e"!ne the $!""erent concepts s#ch as: spee$, $!spacement, space tra&ee$, an$ t!me- an$ aso to estab!sh the reat!ons e*!st!n) bet'een each o" them+ INTRO.UCCI/N Para comenzar mediante este trabajo se propuso e intento dar a conocer algunas de las características del movimiento rectilíneo uniforme, del mismo modo en cómo se llevan a la parte experimental, cabe indicar ue este concepto nos permitió saber ue todos los casos del mundo físico est!n en movimiento, desde las m!s grandes galaxias del universo "asta las m!s peue#as partículas elementales dentro del !tomo, pues para poder entender el comportamiento de los objetos $ controlarlos debemos estudiar su movimiento $ su naturaleza% 1% &'()*+ )'+-.(/+0+
e conoce como movimiento al cambio de posición de un cuerpo con respecto a un sistema sistema de referencia, referencia, existen movimientos Por todas partes a nuestro alrededor, los observamos en nuestra vida cotidiana, de los autos ue pasan por la carretera, en los !rboles ue se mecen por el viento $ con un poco de paciencia, lo vemos en las estrellas por las noc"es% Uno de los movimientos m!s sencillos de describir pero m!s f!cil de reproducir es auel dond dondee la velo veloci cida dadd es cons consta tant nte, e, deno denomi mina nado do movimi movimient entoo rectilí rectilíneo neo uniform uniforme% e% os movimi movimient entos os rect rectil ilín íneo eos, s, ue ue sigu siguen en una una líne líneaa rect recta, a, son son los los movi movimi mien ento toss m!s m!s senc sencil illo los% s% Movi Movimi mien ento toss m!s m!s comp compli lica cado doss pued pueden en ser ser est estudi udiados ados como como la composición de movimientos rectilíneos elementales% &al es el caso, por ejemplo, de los movimientos de pro$ectiles% 'l movi movimi mien ento to rect rectil ilín íneo eo unif unifor orme me 2M)U 2M)U33 fue fue definido, por primera vez, por galileo en los t4rminos:
5por movimiento igual o uniforme encendido auel en el ue los espacios recorridos por un móvil en tiemp tiempoo iguale iguales, s, tómense tómense como como se tomen, tomen, resulta resultann igua iguale less entr entree sí6, sí6, o, dic" dic"oo de otro otro modo modo,, es un movimiento de velocidad & constante% 'l M)U se caracteriza por: a3 Movimiento ue se realiza en una sola dirección en el eje "orizontal% b3 Velocidad constante7 implica magnitud, sentido $ dirección constante% c3 a magni magnitud tud de de la veloc velocida idadd recibe recibe el el nombre nombre de rapidez% 'n este movimiento no se presenta 2aceleración 8 93% 1;
213
1
M(V.M.'/&( )'-&*./'( U/.<()M'
0onde m es la pendiente de la recta, x es la posición final, x9 es la posición inicial, t el tiempo final $ t 9 el tiempo inicial del movimiento% 2Ver =r!fica 13% >;
=r!fica 1% =r!fica de x?t%
promedio para cada distancia, con los promedios se "izo la siguiente tabla: t(s)
x(cm)
0,12 3,43 4,24 5,11 2,21 6,45 7,35 8,42 09,67 00,7
@9 D9 E9 F9 199 1@9 1D9 1E9 1F9 @99
D% +/G.. B -(/-U.(/' @% M(/&+A' B P)(-'0.M.'/&(
Para el estudio del movimiento rectilíneo uniforme, se tomar!n los tiempos ue demora un carrito ue ser! entregado en el laboratorio en una recta ue ser! dividida en intervalos iguales sobre la mesa de trabajo% 'l carrito debe estabilizar su velocidad por eso es necesario ue inicie su movimiento unos @9 cm antes de la posición cero 293 para ue pueda sr un movimiento uniforme%
F!)#ra 0% Montaje de laboratorio% >% )'U&+0( + continuación se muestran los resultados obtenidos en el laboratorio% e realizaron C mediciones $ se tomó el
0+ realice la gr!fica de posición 2H3 en función del tiempo 2t3 IJu4 tipo de grafica obtieneK )L
a grafica ue se obtiene es una curvilínea, lo ue nos indica ue es un movimiento aproximadamente con velocidad constante% -on ecuación: $ 8 1,@DCx ? C,CNCF , )O 8 9,NN>>
3+ IJu4 relación existe entre las variables 2x3 $ tiempoK )L 'xiste una relación directamente proporcional, debido a ue se recorren espacios iguales en tiempos iguales%
@
M(V.M.'/&( )'-&*./'( U/.<()M'
4+ IJu4 significado físico posee la pendiente de la gr!fica 2x3 contra 2t3K IJu4 unidades poseeK =rafiue el valor calculado en el punto > como función del tiempo% )L -alculamos la pendiente de cada intervalo de tiempo, teniendo en cuenta los errores tomados en las medidas es notorio ue el valor de la pendiente tenga ligeras variaciones:
Pendiente para el primer intervalo de tiempo%
Pendiente para el noveno intervalo de tiempo
'l significado físico de estas pendientes es la velocidad del objeto en el recorrido $ posee unidades de cmLs% la gr!fica se muestra en la siguiente figura:
Pendiente para el segundo intervalo de tiempo
Pendiente para el tercer intervalo de tiempo%
Pendiente para el cuarto intervalo de tiempo
Pendiente para el uinto intervalo de tiempo
Pendiente para el sexto intervalo de tiempo
1+ -alcule el !rea bajo la curva en la segunda gr!fica% IJu4 significado físico poseeK -ompare este valor con el m!ximo desplazamiento del carrito% )L 'l !rea bajo la curva de la segunda gr!fica se puede calcular con la definición de integral como se muestra a continuación% , se sabe ue el valor de la velocidad es constante entonces: %
0ebido a lo anterior se obtiene ue el !rea bajo la curva de la gr!fica @ significa el desplazamiento del cuerpo en movimiento% Pendiente para el s4ptimo intervalo de tiempo 8 1F,D11@ cm
Pendiente para el octavo intervalo de tiempo
5+ alle la pendiente de la segunda grafica IJu4 significado físico poseeK
>
M(V.M.'/&( )'-&*./'( U/.<()M'
)L a pendiente de la segunda gr!fica debería ser cero pero debido a los errores en la toma de medidas, se "ace una regresión lineal con 'xcel $ nos da: $ 8 9,1E1x Q 1F,1E% )O 8 9,1N1 con m89,1E1 lo cual es aproximadamente cero% 'sto demuestra ue la aceleración en el movimiento tiende a cero $ es casi nula% 'l significado de esta pendiente es la aceleración del carrito durante el movimiento% i se esperaba esta respuesta, puesto ue en la clase teórica fue estudiada solo faltaba la experimental%
2+ alle la ecuación ue relacione las variables x $ t% )L e conoce ue la ecuación de la recta mostrada en la gr!fica @ es $8mxQb, donde en este caso R$R es la posición 2x3 del objeto, RxR es el tiempo 2t3, RmR es la pendiente de la gr!fica la cual representa físicamente la velocidad del movimiento $ RbR sería la intersección con el eje vertical ue en este caso vale cero% a ecuación ue relaciona estas graficas es la de ue a su vez es conocida como la velocidad esto de forma general% Por lo tanto se tiene ue x8vt% 6+ IJu4 posibles errores se cometieron en la realización del experimento $ como los corregiríaK )L os posibles errores cometidos en el experimento se centran en la toma de las distancias de los sensores $a ue se utilizó la mano "umana $ un aparato de medición con una incertidumbre de m!s o menos 9%1 cm% as gr!ficas obtenidas bajo estas circunstancias nos muestran los errores puesto ue se ven las dispersiones en los datos $ la relación un poco disímil entre los c!lculos, los gr!ficos $ el fenómeno del movimiento rectilíneo en sí% Para corregir este error se recomienda "acer las mediciones con ma$or exactitud utilizando un aparato de medida m!s exacto%
7+ I-onoce situaciones reales en las cuales se presente este tipo de movimiento en la naturalezaK
)L i como por ejemplo: - 'l ra$o l!ser - Un auto en línea recta $ a velocidad constante - as botellas en las f!bricas para ser llenadas% &ambi4n los tarritos en procesos industriales%
-
Un anciano o caminante a velocidad constante% Un nadador en la pista recta de competencias 2si mantiene la rapidez3% Un tren bala mientras mantenga su dirección $ rapidez 2en una línea recta3%
-(/-U.(/'
0e este taller aprendimos ue las gr!ficas son importantes en el entendimiento de funciones $ ue representan por ejemplo una gr!fica de x vs t $ esto propone ue dic"a grafica representa la velocidad $ comprendemos ue las velocidades constantes se mueven en espacios iguales en tiempos iguales $ tambi4n accedimos a ue definitivamente el uso de los materiales adecuados es vital para el buen funcionamiento de los experimentos $Lo pr!cticas% 'n el movimiento rectilíneo uniforme los espacios $ tiempos varían conjuntamente $ son proporcionales entre sí, a si mismo la velocidad es su constante de proporcionalidad, esto se garantizó en el experimento donde se comprobó ue x 8 vSt % ?a grafica x vs t de un movimiento rectilíneo uniforme es una recta cu$a pendiente es la velocidad del móvil% ?a grafica v vs t de un movimiento rectilíneo uniforme es una línea cu$a pendiente es la aceleración del móvil $ es cero% )'<')'/-.+ 1;% Profesor en línea, Movimiento rectilíneo uniforme% 5"ttp:LLTTT%profesorenlinea%clLfisicaLMovimientore ctilineo%"tml6 @; 2ollida$, )esnic, Waler, Volumen 1, sexta edición% ; TTT%profisica%clLconceptosLmru%pdf 2consultado agosto 19 de @919 3 D; 2Paul +% &ipler, <ísica para la ciencia $ la tecnología, cuarta edición volumen 1% 'ditorial )everte3
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