GUIA MRUV

El Rosario con la Verdad y la Luz de Cristo Cristo camina a la Excelencia para para la Acreditación de la Calidad Educativa

DOCENTE: Shirley Córdova ÁREA: Física Elemental GRUPO N°: 6

5TO “C”

DEMOSTARNDO LAS LEYES DEL MRUV APRENDIZAJE ESPERADO: Demostrar las leyes del MRUV a través del cálculo de la velocidad y aceleración de un carrito en un plano inclinado

HIPOTESIS: Si la velocidad del carro varía uniformemente en los distintos tramos, entonces demostraremos que su aceleración es constante en cualquier intervalo de tiempo. 1.

FOCALIZACIÓN: 1.1- ¿Qué es MRUV? ¿Cuáles son sus leyes? El movimiento rectilíneo uniformemente variado es aquél en el cual la velocidad de un móvil aumenta uniformemente en el tiempo y su aceleración es constante. LEY N°1: En todo MRUV la aceleración es constante. LEY N°2: La velocidad es directamente proporcional al tiempo Ley N°3: Si la velocidad aumenta su valor en el tiempo el movimiento es acelerado y si disminuye es retardado o frenado. 1.2- ¿Cómo se calcula la velocidad? La velocidad es una magnitud vectorial que mide con qué rapidez varía la Posición de un móvil en el tiempo. tiempo. Se pude calcula de la siguiente manera: 1.3- ¿Qué es la aceleración y como se calcula? Es una magnitud vectorial que sirve para expresar la manera en la que un cuerpo altera su velocidad en u na determinada trayectoria.

2. EXPLORACIÓN: 2.1- Materiales: carrito de juguete

libros

tabla

cronómetro

centímetro

2.2- Procedimiento: I.

Marcar en nuestra tabla a los 25, 50, 75 y 100 cm.

II.

Colocar en pila los libros, para tener una altura de 20cm y 30cm

III.

Situar un extremo de la tabla sobre ellos, de manera que quede de forma inclinada.

IV.

Dejas caer el carrito de juguete por el plano inclinado

V.

Medir con el cronometro cuanto demora en recorrer el carro los 100 cm de la t abla. Marcando cada 25 cm.

2.3 – 2.3  Cuadro: Completa el siguiente cuadro con los datos registrados  – Cuadro: TIEMPO ALTURA

DISTANCIA

t1

t2

t3

VELOCIDAD TP

V0

VF

0 cm

50cm-75cm

75 cm

TIEMPO

0 cm 30cm

25 cm

t1

t2

t3

VELOCIDAD TP

V0

VF

TRAMOS

VELOCIDAD FINAL

ACELERACIÓN

0cm-25cm

50 cm

25cm-50cm

75 cm

50cm-75cm

100 cm

75cm-100cm

-¿Cómo es la aceleración y la velocidad del carro durante su caída? -¿Qué variables intervienen en este experimento?

75cm-100cm

100 cm

DISTANCIA

ACELERACIÓN

25cm-50cm

50 cm

ALTURA

VELOCIDAD FINAL

0cm-25cm

25 cm

20cm

TRAMOS

2.4- Preguntas: responde las siguientes preguntas

-¿Qué sucede con la velocidad del carrito si se aumenta la cantidad de libros?

Para hallar la aceleración por tramos se utiliza esta fórmula: RECUERDA

Donde Vf en el tramo2 se convierte en velocidad inicial en el tramo 3, vf en el tramo 3 se convierte en inicial en el tramo 4

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3. REFLEXIÓN 3.1- Resultados:

20cm

VELOCIDAD FINAL:

DISTANCIA: 0 - 25cm TIEMPO: T1 : 0.53s VELOCIDAD FINAL 1: 25cm = (0 + VF) 0,53s 2 47,17cm/s = VF 2 104,16 cm/s = VF1

DISTANCIA: 25 - 50cm TIEMPO: T2 :0.89s VELOCIDAD FINAL 2: 50cm = (0 + VF) 0,89s 2 56.18cm/s = VF 2

DISTANCIA: 50 - 75cm TIEMPO: T3: 1.24s VELOCIDAD FINAL 3: 75cm = (0 + VF) 1,24s 2 60,48cm/s = VF 2 120,56 cm/s = VF3

DISTANCIA: 75 - 100cm TIEMPO: T4 :1.56s VELOCIDAD FINAL 4: 100cm = (0 + VF)1,56s 2 64.10cm/s = VF 2 128.2 cm/s = VF4

112.36 cm/s = VF2

ACELERACIÓN POR TRAMOS

DISTANCIA: 25cm – 50cm TIEMPO: T2- T1: 0,36s ACELERACIÓN 1: VF2= VF1 + a(T2-TI) 112,36cm/s = 104,16cm/s + a(0,36s) 8,2cm/s = a(0,36s) 22.77cm/s² = a 23cm/s²

Resultados:

DISTANCIA: 50cm – 75cm TIEMPO: T3-T2: 0,35s ACELERACIÓN 2: VF3= VF2 + a(T3-T1) 120.56cm/s = 112.36cm/s +a(0,35s) 8.2cm/s = a(0,35s) 23,42cm/s² = a 23cm/s²

DISTANCIA: 75cm – 100cm TIEMPO: T4-T3 :0.32s ACELERACIÓN 3: VF4= VF3 + a(T4-T3) 128,2cm/s = 120,56cm/s + a(0,32s) 7.64cm/s = a(0,32s) 23,87cm/s² = a 24cm/s²

30 cm

VELOCIDAD FINAL:

DISTANCIA: 0- 25cm TIEMPO: T1: 0.3s VELOCIDAD FINAL 1: 25cm = (0 + VF) 0,3s 2 83,3cm/s = VF 2 166,6 cm/s = VF1

DISTANCIA: 25- 50cm TIEMPO: T2: 0.59 s VELOCIDAD FINAL 2: 50cm = (0 + VF) 0,59s 2 84,7cm/s = VF 2 169.4 cm/s = VF2

DISTANCIA: 50 -75cm TIEMPO: T3: 0.87s VELOCIDAD FINAL 3: 75cm = (0 + VF) 0,87s 2 86,2cm/s = VF 2 172,4 cm/s = VF3

DISTANCIA: 75- 100cm TIEMPO: T4:1.14s VELOCIDAD FINAL 4: 100cm = (0 + VF)1,14s 2 87.7cm/s = VF 2 175,4 cm/s = VF4

ACELERACIÓN POR TRAMOS

DISTANCIA: 25cm – 50cm TIEMPO: T2- T1 : 0,29s ACELERACIÓN 1 : VF2= VF1 + a(T2-T1) 169,4 cm/s = 166,6cm/s + a( 0,29s) 2,8cm/s = a(0,29s) 9,65 cm/s² = a 10cm/s²

DISTANCIA: 50cm – 75cm TIEMPO: T3-T2 : 0,28s ACELERACIÓN 2: VF3= VF2 + a(T3-T2) 172,4cm/s = 169.4cm/s +a(0,28s) 3cm/s = a(0.28s) 10.71cm/s² = a 11cm/s²

DISTANCIA: 75cm – 100cm TIEMPO: T4-T3: 0.27s ACELERACIÓN 3: VF4= VF3 + a(T4-T3) 175,4cm/s = 172,4cm/s + a(0,27s) 3cm/s = a(0,27s) 11,1cm/s² = a 11cm/s²

3.2. Cuadros completados

3.3- Respuestas: TIEMPO

ALTURA

20cm

DISTANCIA

VELOCIDAD

t1

t2

t3

TP

V0

VF

0 cm

0s

0s

0s

0s

0cm/s

0cm/s

25 cm 50 cm

53s 0.91s

53s 0.87s

52s 0.88s

0.53s 0.89s

0cm/s 0cm/s

104,16cm/s 112,36cm/s

75 cm 100 cm

1.26s 1.57s

1.24s 1.55s

1.23s 1.55s

1.24s 1.56s

0cm/s 0cm/s

120,56cm/s 128,2cm/s

TIEMPO ALTURA

DISTANCIA

30cm

TRAMOS

ACELERACIÓN

25cm-50 cm

23cm/s²

50cm-75cm

23cm/s²

75cm-100cm

24cm/s²

VELOCIDAD

t1

t2

t3

TP

V0

VF

0 cm 25 cm 50 cm

0s 0.3s 0.57s

0s 0.29s 0.61s

0s 0.31s 0.59s

0s 0.3s 0.59s

0cm/s 0cm/s 0cm/s

0cm/s 166,6cm/s 169,4cm/s

75 cm 100 cm

0.86s 1.14s

0.89s 1.16s

0.87s 1.13s

0.87s 1.14s

0cm/s 0cm/s

172,4cm/s 175,4cm/s

Hay que tener en cuenta que en la medición del tiempo se cometen errores sistemáticos, esto hace que haya pequeñas variaciones en los cálculos.

-¿En cuánto aumenta la velocidad y la aceleración del carro durante su caída?

TRAMOS

ACELERACIÓN

25cm-50 cm

10cm/s²

50cm-75cm

11 cm/s²

75cm-100cm

11 cm/s²

En este experimento nos damos cuenta que el carrito presenta MRUV, ya que tiene una velocidad que aumenta en cada tramo, pero su aceleración es constante.

La velocidad del carro aumenta 8.2 cm/s y 3 cm/s a los 20 y 30 cm de altura respectivamente, pero en ambos casos la aceleración es constante.

-¿Qué variables intervienen en este experimento? Intervienen variables como: la rugosidad de la tabla, el peso del carrito, y los errores sistemáticos en la medición, la aceleración de la gravedad

-¿Qué sucede con la velocidad del carrito si se aumenta la cantidad de libros? Sucede que el carrito de desplaza con mayor velocidad, llegando a los 100cm en menos tiempo.

Mientras mayor sea la altura, más velocidad tendrá el carrito, una de las variables que interviene para que esto suceda es la aceleración de la gravedad.

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3.4 Variables: VARIABLE INDEPENDIENTE: Tiempo VARIABLE DEPENDIENTE: Distancia / Velocidad VARIABLES INTERVINIENTES: Rugosidad de la tabla, Errores sistemáticos, Fricción, Masa del carrito, aceleración de la gravedad 3.5- Gráficos: ESPACIO – TIEMPO VELOCIDAD - TIEMPO

30cm de altura

176

100     )

75

174 172

    (

50

   I

25

170 168 166 164

0.3

0.59

0

0.87 1.14

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

TIEMPO (segundos)

20cm de altura 125 100

120 115

75

110 50

105 25

100 0.53

0.89

Serie 1 0 53

0 89

1 24

Columna1

1.56 Columna2

1.56

TIEMPO (segundos)

3. APLICACIÓN: •

1.24

Observa este cuadro que presenta los datos aproximados de la velocidad y tiempo de tres corredoras que obtuvieron los primeros lugares en una carrera de 400 metros DISTANCIA RECORRIDA d (m) 0 20 50 100 200 300 350 400

•

CORREDORA 1 v (m/s) t (s) 0.0 0.0 11.1 1.8 9.5 5.8 8.0 12.0 7.7 25.0 7.1 39.0 8.3 45.0 8.3 51.0

CORREDORA 2 v (m/s) t (s) 0.0 0.0 7.7 2.6 7.7 6.5 7.7 13.0 7.7 26.0 7.7 39.0 7.7 45.5 7.7 52.0

CORREDORA 3 v (m/s) t (s) 0.0 0.0 10.0 2.0 7.5 6.0 8.3 12.0 8.3 24.0 8.3 36.0 8.3 42.0 7.3 48.0

Elabora una sola gráfica en la que indiques los cambios de velocidad en el tiempo de las tres corredoras, a fin de que puedas compararlos directamente

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11

CORREDORA 1

10

CORREDORA 2

9

CORREDORA 3

8     )    s     /    m     (    D    A    D    I    C    O    L    E    V

7 6 5 4 3 2 1 1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Responde las siguientes preguntas: ¿Cuál de las corredoras tiene mayor aceleración de arranque? La que tiene mayor aceleración de arranque es la corredora 1 con 6,16m/s² CORREDORA 1 = 11,1 m/s – 0 m/s = 6,16 m/s² 1,8 s ACELERACIÓN = VF –V0 CORREDORA 2 = 7,7 m/s – 0 m/s = 2 m/s² T 2,6 s CORREDORA 3 = 10 m/s – 0 m/s = 5 m/s² 2,0s ¿Quién mantiene mayor tiempo su velocidad? La corredora 2 mantiene su velocidad de 7,7 m/s en todos los 400 metros. ¿Quién aumenta su velocidad al final de la carrera? La corredora 1, ya que en los 45,0s de la carrera aumenta su velocidad de 7,1 ms/s a 8,3 m/s •

•

•

•

Caminos del Inca es la competencia de automovilismo más importante dentro del Perú; es una carrera de cuidad a ciudad sin detenerse. Esta competencia consta de varias etapas, cada una de ellas de distinto recorrido y duración donde los automóviles tiene dos características principales: una gran aceleración y el alcance de altas velocidades en muy pocos segundos. Sin embargo, no siempre el automóvil más rápido es el que puede ganar en la competencia. ➢

1.

2.

Después de leer el texto, realiza lo que se indica: ¿Cuáles son las diferencias que encuentras en las tres etapas de la competencia Caminos de Inca que observas en la figura? Que la primera, segunda, tercera y cuarta etapas son más cortas que la última, presentan más curvas por lo cual se debe disminuir la velocidad frecuentemente, la quinta etapa por otro lado es la más larga y regular, no presenta muchas curvas y se puede recorrer sin disminuir la velocidad. Lee y responde. Dos automóviles de rally tienen estas características: el automóvil A alcanza mayor velocidad que el B, pero su aceleración en tramos cortos no es buena. El automóvil B alcanza menor velocidad que A, pero su aceleración en tramos cortos es superior a la de A. 2.1. ¿Qué automóvil elegirías en cada tramo para ganar la carrera? Si quiero ganar la primera, segunda, tercera y cuarta etapa escogería el automóvil B, ya que e n estas etapas hay muchas curvas, necesito un auto que tenga una mejor aceleración en tramos, pero si quiero ganar la quinta etapa escogería el automóvil A, ya que esta es la más regular, no presenta muchas curvas por lo tanto necesito un auto que tenga un mayor alcance de velocidad. 2.2. ¿Qué consideraciones se deben tener respecto del trazo de la pista? + Sus desniveles (baches, quebradas, subidas, bajadas) + Las curvas

TIEMPO (segundos)