Insiuo Tecnológico de Ciudad Juárez Laboraorio de Física Física General Prácica # 3 Movimieno en una dimensión I. Inroducción. Uno de los méodos más efecivos para describir el movimieno es elaborar gráficas de posición, velocidad y aceleración conra iempo. El uso de esas graficas nos permie deerminar la dirección en la que se mueven los objeos, la rapidez con la que se mueven, la disancia que han recorrido y si su rapidez aumena o disminuye. En esa prácica, usaremos un deecor de movimieno, que nos permiirá deerminar esa información por medio de gráficas en iempo real de u movimieno. El deecor de movimieno mide el iempo en que un pulso de ala frecuencia arda en ir y regresar a un cuerpo. Usando ese iempo y la rapidez del sonido, el deecor puede deerminar la disancia al objeo, es decir, la posición. Luego puede usar el cambio de posición, eso es el desplazamieno, para calcular la velocidad y luego la aceleración. Toda esa información se muesra en una gráfica. El análisis cualiaivo de esas gráficas e ayudará a desarrollar un enendimieno de los concepos de cinemáica. En la segunda pare, usaremos el deecor de movimieno sobre una rampa ligeramene inclinada, y analizaremos las gráficas de posición, velocidad y aceleración conra iempo del movimieno de un carro de baja fricción. II. Objeivos de la Prácica. Analizar el movimieno de los esudianes al moverse en el laboraorio. Predecir, esquemaizar y probar gráficas de posición conra iempo. Predecir, esquemaizar y probar gráficas de velocidad conra iempo. III. Maerial. Compuadora Inerfase Vernier Programa LoggerPro Deecor de movimieno 1 mero, cina
IV. Posicionamieno del Maerial Colocar el deecor de movimieno en una esquina de la mesa de laboraorio. Revisar que sea posible el movimieno de un esudiane enfrene del deecor. El sensor esará conecado a la compuadora y a la inerfase. El programa LoggerPro ya esará insalado en la compuadora. V. Procedimieno Pare1. 1. Revisa que el inerrupor se encuenre en el lado derecho, como se muesra en la Figura de la derecha. 2. Coloca pequeños segmenos de cina a 1,2,3 y 4 meros del deecor. 3. Abre el archivo Deecor de movimieno 1. Empieza a caminar sobre la marca de 1m, cuando oro esudiane oprima la flecha verde que aparece en la pare superior de la página. 4. Observa la gráfica cuando: a) Caminas alejándoe del sensor a rapidez consane. b) Caminas hacia el sensor a rapidez consane. c) Caminas alejándoe del sensor, incremenando u rapidez. d) Caminas hacia el sensor, incremenando u rapidez. e) Caminas alejándoe del sensor, disminuyendo u rapidez. f) Caminas hacia el sensor, disminuyendo u rapidez. 5. Dibuja la gráfica de posición conra iempo correspondiene en cada uno de los movimienos. a) b)
c) d) e) f) 6. Compara la gráfica que obienes con el movimieno efecuado: a) El sensor corresponde a: en la gráfica. b) Caminar alejándoe del sensor corresponde a: la dirección en la gráfica c) Caminar hacia el deecor corresponde a: la dirección en la gráfica d) Describe la gráfica que obienes cuando caminas a rapidez consane (línea, curva, pendiene posiiva o negaiva, ec) e) Describe la gráfica que obienes cuando u rapidez cambia, ya sea que incremenes o disminuyas u rapidez (línea, curva, pendiene posiiva o negaiva, ec)
Pare 2 1. Coloca el deecor de movimieno sobre la pisa, como se muesra en la Figura. La pisa debe ener una ligera inclinación. 2. El inerrupor debe esar en la pare izquierda, apunando hacia la figura del carro. 3. Abre el archivo Deecor de movimieno 2. 4. Presiona la flecha verde, escucha el sonido que proviene del sensor, espera aproimadamene 1 segundo y empuja el carro hacia arriba de la rampa. Permie que el carro se mueva libremene hasa la pare superior y luego baje. Deén el carro un poco anes de que llegue al final. 5. Dibuja las gráficas que obuvise: v
VI. Análisis de los resulados Presiona Analyze y luego Eamine y mueve el raón sobre las gráficas para conesar las siguienes pregunas: 1. Sobre las gráficas que acabas de dibujar, separa con líneas punadas las áreas en donde: a) El carro se movía libremene hacia arriba b) El carro se movía libremene hacia abajo 2. Deermina la posición, velocidad y aceleración en punos específicos: a) La máima velocidad en la gráfica de velocidad conra iempo. Marca el puno y escribe el valor: b) El puno más alo en la gráfica de posición conra iempo. Marca el puno y escribe el valor: c) Cuál es la velocidad del carro en ese puno? d) Cuál es la aceleración del carro en ese puno? 3. El movimieno de un movimieno con aceleración consane se modela con la ecuación En donde es la posición, v es la velocidad y a es la aceleración. Esa es una ecuación cuadráica cuya grafica es una parábola. Escribe una ecuación cuadráica uilizando los daos que obuvise (aceleración, velocidad y posición): 4. Uiliza el mouse sobre la gráfica de posición conra iempo, en donde la grafica es una parábola y presiona Analyze, CURVEFIT, Quadraic,TryFi. y OK. Escribe la ecuación que el programa e da (el ermino cuadráico es la aceleración, el lineal es la velocidad y el ermino independiene es la posición) Compara las dos ecuaciones y escribe us observaciones: