“Año de la consolidación del mar de Grau”

Universidad nacional de la amazonia peruana

Facultad de ciencias biológicas

Escuela de biología

Informe N° 4

Cinemática: Movimiento Rectilíneo

Docente: Nara Rivadeneyra Ramos

Alumnos:

Solsol Flores Bianca Melanie

Rodríguez Vásquez Rosa Angelina

Rondona Bernuy Jesús

Curso: Biofísica

Nivel/ciclo: II/III

Fecha de entrega: 27-05-16

Iquitos-Perú

2016

I. Objetivos:

Demostrar el tipo de movimiento rectilíneo que tiene un móvil de acuerdo a su rapidez

II. Materiales y Equipos:

Agua

Cronometro

Equipo de regla inclinada con rueda Maxwell

Equipo de tubo transparente con buzo adentro

Wincha en metros y centímetros o metro

Tiza blanca

Calculadora científica

III. Fundamento teórico

Cinemática

La cinemática es una rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio, sin atender a las causas que lo producen (lo que llamamos fuerzas). Por tanto la cinemática sólo estudia el movimiento en sí, a diferencia de la dinámica que estudia las interacciones que lo producen. El Análisis Vectorial es la herramienta matemática más adecuada para ellos.

Movimiento

El movimiento se refiere al cambio de ubicación en el espacio a lo largo del tiempo, tal como es medido por un observador físico. Un poco más generalmente el cambio de ubicación puede verse influido por las propiedades internas de un cuerpo o sistema físico, o incluso el estudio del movimiento en toda su generalidad lleva a considerar el cambio de dicho estado físico.

La descripción del movimiento de los cuerpos físicos se denomina cinemática (que solo se ocuparía de las propiedades 1 y 2 anteriores). Esta disciplina pretende describir el modo en que un determinado cuerpo se mueve y qué propiedades tiene dicho movimiento. La física clásica nació estudiando la cinemática de cuerpos rígidos.

Tipos de movimientos

Movimiento Rectilíneo Uniforme

El movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.) es aquel en el que la trayectoria es una línea recta y la velocidad es constante.

A pesar de que encontrar el movimiento rectilíneo uniforme o M.R.U en la naturaleza es bastante extraño, es el movimiento más fácil de estudiar y nos servirá para estudiar otros más complejos. El movimiento rectilíneo uniforme cumple las siguientes propiedades:

La aceleración es cero (a=0) al no cambiar la velocidad de dirección ni variar su módulo

Por otro lado, la velocidad inicial, media e instantánea del movimiento tienen el mismo valor en todo momento.

Las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme son:x=x0+v⋅tv=v0=cte

a=0

Donde:

x,  x0: La posición del cuerpo en un instante dado (x) y en el instante inicial (x0).

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m)

v,v0: La velocidad del cuerpo en un instante dado (v) y en el instante inicial (v0).

Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s)

a: La aceleración del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional

(S.I.) es el metro por segundo al cuadrado (m/s2)

Movimiento Rectilíneo Uniforme Variado

En este tipo de movimiento a diferencia del MRU (movimiento rectilíneo uniforme), la velocidad varía. Pero esta variación a su vez es con un cierto orden, es decir que cambia un mismo intervalo en una misma cantidad de tiempo.

Por este hecho aparece una nueva magnitud llamada aceleración. La aceleración está representada por la fórmula:

a = (Vf – Vi) / T

La “a” es la aceleración, Vi es la velocidad del inicio y Vf es la velocidad final.

IV. Parte experimental

A. MOVIMIENTO RECTILINEO DE UN BUZO EN UN TUBO CON LIQUIDO

Para este experimento se emplea un tubo recto de vidrio transparente conteniendo en su interior un objeto metálico (buzo) con diámetro exterior al diámetro interior del tubo. El tubo no debe contener burbujas de otro líquido.

1. Tapar herméticamente de modo permanente un extremo de un tubo de vidrio transparente de unos 8mm de diámetro por unos 80cm de longitud o menos

2. Trazar con tiza una fina marca transversal a 3 cm de cada extremo del tubo3. Dividir el espacio entre las marcas del tubo en tres o cuatro espacios iguales,

haciendo nuevas marcas. Las marcas se denominaran A, B, C, D y E partiendo de un extremo. Si mide menos de 50 cm deben quedar solo cuatro marcas para tres espacio (A,B,C y D)

4. Llenar completamente el tubo con agua u otro líquido de parecida viscosidad, no corrosivo. Colocar un buzo cuyo diámetro sea parecido al diámetro interior de tubo. Tapar herméticamente con la palma de la mano. Se puede reemplazar el buzo por una pequeña burbuja de aire.

5. Colocar verticalmente el tubo. Rápida pero cuidadosamente invertir su posición y medir tres veces con un cronometro el tiempo (s) que demora el buzo (o burbuja de aire), para recorrer el primer tramo (AB). Calcúlese el valor medio del tiempo para los cálculos cinemáticos. Anotar en la tabla N°1

6. Repetir el paso anterior hasta encontrar e tiempo de todos los tramos.7. Desechar el líquido si es agua.8. Calcular las velocidades (cm/s) de los tramos respectivos aplicando la Ec (1)

para completar la tabla N° 19. Trazar un diagrama del espacio recorrido (cm) versus el tiempo empleado (s)

A

B

C

D

E

BUZO

B. CAMINATA CONTROLADA

1. Empleando una Wincha o metro y tiza, hacer en el piso marcas horizontales sucesivas cada 10 m hasta alcanzar un espacio de 40 m en línea recta. Las marcas se denominaran A, B, C, D y E, partiendo de un extremo. Para caminar por los espacios medidos, empiece desde 2 metros antes de la línea de marcas.

2. Tome el tiempo de caminata por tramos, empezando por A y llene en la tabla N°2. Para calcular la velocidad, aplique la Ec (1).

3. Elabore una curva de espacio versus tiempo para cada miembro del grupo, en un mismo diagrama

C. MOVIMIENTO RECTILINEO DE LA RUEDA DE MAXWEL EN UN PLANA INCLINADO.

1. Hacer el montaje de dos reglas paralelas inclinadas2. Hacer marcas con tiza sobre las reglas paralelamente cada 8 o 10 cm.

Empezando a unos 10 cm del extremo más alto. Las marcas se llamaran punto 0, punto 1,………. Llenar los espacios en la tabla N°3

3. Colocar el eje de la rueda de Maxwell transversalmente encima de la reglas paralelas en el punto 0, y sostenerla en reposo.

4. Soltar la rueda de Maxwell al mismo tiempo de activar e cronometro. Medir los tiempos (s) para todos los tramos

5. Calcular las velocidades medidas (cm/s) de todos los tramos, mediante la Ec (1). Llena la taba N°3

6. Calcular las velocidades finales de cada tramo relacionando las ecuaciones (1) y (6) y seguir llenando la tabla N°3

EDCBA2m

10m 20m 30m 40m

D. VELOCIDAD DE LOS VEHICULOS EN UNA CALLE1. Ubicar una calle con tráfico vehicular apreciable2. Medir la distancia desde la línea de contención de una de las esquinas (a este

punto extremo inicial lo llamaremos A) hasta la línea de contención de la otra esquina (a este otro punto extremo lo llamaremos B). marca A y B con una tiza en el piso.

3. Ubicarse los dos observadores en los puntos A y B, como se muestra en la ilustración. El observador B debe portar el cronometro.

4. Elegir un solo tipo de vehículos a observar, el tipo que sea más abundante.

A B

||||||||||| |||||||||||

V. Cálculos y resultados

A. MOVIMIENTO RECTILINEO DE UN BUZO EN UN TUBO CON LIQUIDO

Tramo A-B A-C A-D A-E

Espacio e (cm) 20cm 40cm 60cm 80cm

Tiempo 00.27´´

00.22´´

00.28´´

00.51´

00.59´´

00.51´´

00.71´´

00.73´´

00.79´´

01.02´´

00.96´´

00.99´´

Tiempo promedio 00.26 s 00.54 s 00.74 s 00.99 s

Velocidad (cm/s) 76.9 cm/s 74 cm/s 81.1 cm/s 80.9 cm/s

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.10

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.26

0.54

0.74

0.99

DIAGRAMA 1

tiempo

espa

cio

B. CAMINATA CONTROLADA

ALUMNO 1: Jesús Rondona Bernuy

Tramo A-B A-C A-D A-EEspacio e (cm) 10m 20m 30m 40mTiempo de ida 10.87s 10.36s 09.91s 10.77sTiempo de regreso 10.79s 09.84s 10.31s 10.79sTiempo promedio 10.83s 10.10s 10.11s 10.78sVelocidad (cm/s) 0.92 cm/s 1.98 cm/s 2.97 cm/s 3.71 cm/s

ALUMNO 2: Rosa Angelina Rodríguez

Tramo A-B A-C A-D A-EEspacio e (cm) 10m 20m 30m 40mTiempo de ida 11.25s 12.08s 11.14s 11.79sTiempo de regreso 11.69s 11.17s 12.02s 11.27sTiempo promedio 11.47s 11.63s 11.58s 11.53sVelocidad (cm/s) 0.87 cm/s 1.72 cm/s 2.59 cm/s 3.47 cm/s

ALUMNO 3: Bianca Melani SolSol

Tramo A-B A-C A-D A-EEspacio e (cm) 10m 20m 30m 40mTiempo de ida 12.71s 11.28s 12.01s 11.20sTiempo de regreso 11.23s 11.97s 11.32s 12.61sTiempo promedio 11.97s 11.63s 11.67s 11.91sVelocidad (cm/s) 0.83 cm/s 1.72 cm/s 2.57 cm/s 3.36 cm/s

10 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.90

5

10

15

20

25

30

35

40

45

DIAGRAMA 2

TIEMPO

ESPA

CIO

C. MOVIMIENTO RECTILINEO DE LA RUEDA DE MAXWEL EN UN PLANA INCLINADO.

Tramo 0-1 0-2 0-3 0-4 0-5 0-6 0-7Espacio (cm) 10 cm 20cm 30cm 40cm 50cm 60cm 70cmTiempoTiempo promedioVelocidad media (cm/s)Velocidad final (cm/s)Aceleración (cm/s²)

0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

DIAGRAMA 3

TIEMPO

ESPA

CIO

0.5 1 1.5 2 2.5 30

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

DIAGRAMA 4

TIEMPO

VELO

CIDA

D

D. VELOCIDAD DE LOS VEHICULOS EN UNA CALLE

N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10TiempoT (s)

11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Total

Tiempo promedio:

Tiempo máximo:

Tiempo mínimo:

V (media) = et

V (mínima) = e

t maximo

V (máxima) = e

t minimo

VI. Conclusiones

En el primer experimento se concluyó que, el movimiento que realiza el buzo (burbuja de

aire) es

En el segundo experimento se concluyó que, el movimiento que realizamos al caminar es

En el tercer experimento se llegó a la conclusión de que, el movimiento realizado por la

rueda de MAXWELL es

En el último caso se pudo concluir que, el movimiento que realizan los vehículos en la calle

es

Para el diagrama 2, que fue realizada a base de la caminata controlada que realizamos, se

concluyó que, el más veloz es

VII. Bibliografía