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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

LABORATORIO DE FISICA I PRACTICA N°1

 TEMA: CINEMATICA SUBTEMA: “MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME” FINALIDAD: Determinar la relación entre distancia y tiempo denominada velocidad y ○ establecer las leyes que rigen el movimiento rectilíneo uniforme. INSTRUMENTOS: Carril de aire ✔ Registrador de chispas ✔ Patines ✔ Ventilador ✔ Electroimán ✔ ✔  Transformador Conductores ✔ Cinta métrica ✔ Cinta metálica ✔ APARATO EXPERIMENTAL:

PROCEDIMIENTO UTILIZADO:

1. Armamos el carril de aire, las dos vías de metal son conectadas al

generador de frecuencias. La vía sobre la cual se tensa el papel de metal se conecta al casquillo de alta tensión y la que tiene el alambre al casquillo casquillo puesto puesto a tierra. 2.

El interruptor interruptor de impulso impulso de tiempos tiempos ajustamos ajustamos a La frecuencia frecuencia deseada y por el cambio del interruptor disparador el imán de rete retenc nció ión n es desc descon onec ecta tado do y al mism mismo o tiem tiempo po cone conect ctado ado el generador de impulsos.

3. Los impulsos impulsos de alta tensión tensión originan originan un salto salto de chispas chispas de una vía de aluminio a la otra a través del estribo de contacto. Estas [Pick the date]

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chispas queman pequeñas marcas negras en el papel de metal y registren así el cuerpo en movimiento. 4.

A continuación podemos medir las distancias de tecno de las marcas y valorar los índices medidos.

5.

Ajustamos el interruptor de frecuencias al valor de 5 Hz, mantenemos presionado el interruptor de disparo mientras el patín recorre sobre el carril de aire. Determinamos las distancias entre las marcas, anote sus resultados en la Tabla.

MARCO TEORICO: Cinemática es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de los cuerpos sin tomar las causas que lo producen, basando su estudio en la posición, la velocidad y la aceleración del objeto. Una parte del estudio de la cinemática es el estudio del movimiento de los cuerpos considerados como partículas en virtud de que su tamaño es despreciable respecto a un sistema de referencia. La velocidad es la primera derivada de la posición respecto al tiempo mientras que la aceleración es la segunda derivada de la posición respecto al tiempo. Esta práctica es relacionada al estudio del movimiento rectilíneo uniforme considerando las leyes que lo rigen, donde: La posición es directamente proporcional al tiempo: x=vt+x0 La velocidad es una constante: v=dxdt=k La aceleración es cero: [Pick the date]

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a=dvdt=o CUESTIONES: 1. Puede usted con solo observar el cuadro siguiente, decidir la relación que existe entre x y t. Sí, porque sugieren la relación lineal entre la posición y el tiempo para cada frecuencia. 2. Grafique a escala las variables x y t. f=5Hz t(s)

x(cm)

0

0

0,2

4,05

0,4

8,1

0,6

12,1

0,8

16,05

1

20,05

1,2

24

1,4

28

1,6

32,3

1,8

36,72

2

40,6

2,2

44,45

2,4

48,6

2,6

52,3

3. Partiendo del grafico determine analíticamente la ecuación que relaciona a las dos variables graficadas anteriormente. a. Para f=5Hz y f=10Hz i. La relación lineal está definida como y=mx+b , donde m es la pendiente y b es la ordenada en el origen. [Pick the date]

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ii.Como partimos del origen x0=0 y t0=0 entonces en la ecuación original b=0 iii.La ecuación queda definida como x=mt , ya reemplazando x y y por las variables del movimiento en cuestión. iv.Se calcula la pendiente m, que es igual a la razón de la diferencia entre las ordenadas sobre las abscisas, es decir: m=tan(φ)=y2-y1x2-x1 Entonces; m=36.72-16.05 (cm)1.8-0.8 (s) m=20.22 (cm/s) ∴x=mt La ecuación para f=5Hz x=20.22t

4. Analice la constante de proporcionalidad deducida del grafico y diga el significado físico de la constante. Qué relación existe con el dato registrado en la tabla. m=∆x(cm)∆t(s)=cms=LT=LT-1 b=x0=cm=L La constante m representa físicamente la velocidad por su ecuación dimensional.  Y b corresponde su posición inicial, se considera si no parte del origen, pero en la práctica realizada la posición inicial fue en el origen es decir b = 0. El espacio recorrido aumenta en proporción directa con el tiempo a razón de: F = 5Hz → v≈22.22 (cms) 5. Calcule el error cometido al determinar está pendiente, por un método experimental. F = 5Hz

m=nxy-xynx2-x2 Donde; v=ntx-txnt2-t2

b=x2y-xxynx2-x2 Donde; x0=t2x-ttxnt2-t2

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n=13 f=5Hz x(cm t(s) ) ∑t*x 0 0 0 0.2 4.05 0.81 0.4 8.1 3.24 0.6 12.1 7.26 0.8 16.05 12.84 1 20.03 20.03 1.2 24 28.8 1.4 28 32.2 1.6 32.3 51.68 1.8 36.72 66.09 2 40.6 81.2 2.2 44.45 97.79 2.4 48.6 116.69 2.6 52.3 135.98 respuesta 653.89 ∑t*x: ∑t 18.2 367.32 ∑x 2 32.76 ∑t 2 331.24 (∑t) |Texperimental-Tcalculada|  Texperimentalx100% |3.97-4.05|3.97x100% |8.017-8.1|8.017x100% |12.07-12.01|12.07x100% |16.11-16.05|16.11x100% |20.16-20.05|20.16x100% |24.21-24|24.21x100% |28.26-28|28.26x100% |32.31-32.3|32.31x100% |36.35-36.72|36.35x100% |40.4-40.6|40.4x100% |44.45-44.45|44.45x100% |48.49-48.6|48.49x100% |52.55-52.53|52.55x100%

v=ntx-txnt2-t2 v=13653.89-18.2(367.32)1332.76(331.24) v=20.24 (cm/s) x0=t2x-ttxnt2-t2 x0=32.76367.3218.2(653.89)1332.76-(331.24) x0=-0.079 x=20.24t-0.079 Para f = 5hz

Error Porcentual 2.04% 1.04% 0.29% 0.39% 0.55% 0.86% 0.91% 0.015% 1% 0.49% 0% 0.21% 0.47%

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6. Qué ley general de movimiento puede establecer en base al grafico. “la posición es directamente proporcional al tiempo”, es decir: y=mx+b Donde; m = pendiente, y Entonces en base al grafico se tiene; x=vt+x0

b= ordenada en el origen

7. Realice un grafico velocidad-tiempo y realice los análisis pertinentes. F = 5Hz t( v(cm s) /s) 0, 2 20,3 0, 20,2 4 5 0, 20,1 6 6 0, 20,0 8 6 1

20,0 5

1, 2

20

1, 4

20

1, 20,1 6 9 1, 8 20,4 2

20,3

2, 2 20,2 2, 20,2 4 5

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2, 20,1 6 6

Las graficas sugieren una relación constante entre la velocidad y el tiempo, es decir: v=k Donde; k es una constante para las distintas frecuencias: F=5Hz → v≈22.25 (cms) Para ambas frecuencias la constante velocidad se aproxima a una cifra común en este caso a 22 (cm/s).  También se observa que la velocidad no depende del tiempo, porque es una constante. CONCLUSIONES: Como no existe variación de velocidad, y siendo la aceleración ( ∆v/∆t) su  relación es cero siendo también constante para este movimiento. BIBLIOGRAFIA: ALONSO, Marcelo. Introducción a la física. 2da edición. Publicaciones  CULTURAL LTDA. Bogotá, Colombia. 1982. Pág.42 ZEMANSKY, Mark. Física general. 5ta edición. Selecciones GRAFICAS.  Madrid, España. 1981. Pág. 54-60 BLATT, Frank. Fundamentos de Física. 3ra edición. PRENTICE-HALL  hispanoamericana, S.A. México. 1991. Pág. 12- 17

INTEGRANTES: • • • •

Cañizares Cristhian 6513 Gusqui Estefanía 6590 Noguera Adriana 6498 Quinchuela Juan 6598

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