2º Informe - Lab Fisica1
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS DE FISICO MATEMATICAS UNA-PUNOLABORATORIO DE FISICA 1
TITULO MOVIMIENTO PARABOLICO DE UN PROYECTIL
I OBJETIVOS
Comprobar las ecuaciones correspondientes al movimiento de un proyectilDeterminar la relacioacuten entre aacutengulo de disparo y alcance maacuteximo Determinar la velocidad de lanzamiento
II FUNDAMENTO TEORICO
Como la uacutenica fuerza que actuacutea sobre el proyectil es su propio peso la segunda ley de Newton en forma de componentes rectangulares indica que la componente horizontal de la aceleracioacuten es nula y la vertical estaacute dirigida hacia abajo y es igual a la de la caiacuteda libre entonces
ax=sum Fxm
=0 a y=sum F ym
=minusmgg
=minusg
Se concluye que el movimiento puede definirse como una combinacioacuten de movimiento horizontal a velocidad constante y movimiento vertical uniformemente acelerado
II1 Movimiento de un proyectil
En este caso se lanza un objeto con cierto aacutengulo de elevacioacuten respecto a un plano horizontal de su referencia La velocidad es el punto de origen donde se inicia su recorrido estaacute representado por un vector v0 (velocidad inicial)
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Cuando un proyectil se dispara desde el piso cuya velocidad inicial forma un aacutengulo Ѳ con el eje X positivo
gv0y=v0 SENѲ
Vo Vx Vy H v
R v0x=v0COSѲ Las ecuaciones que describen son
Posicioacuten x=(v0 cosѲ0 ) t y=(v0 senѲ0 ) tminus1
2g t2
Velocidad vx=v0cosѲ v y=v0 senѲminusiquest
Tiempo total de vuelot v=
2vc senѲ0
gAltura maacutexima
hmax=v0
2 sen2Ѳ0
2gAlcance horizontal maacuteximo
R=v0
2 sen (2Ѳ0 )g
Ecuacioacuten de la trayectoria
y=x tanѲ0minusg
2v02 cos2Ѳ0
x2
Movimiento de proyectiles
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Vamos ahora a utilizar nuestros nuevos conocimientos para ver coacutemo podemos describir el movimiento de un objeto que se lanza con una determinada velocidad inicial en cualquier direccioacuten Empecemos por el caso maacutes simple de una bomba que se deja caer desde un avioacuten En la figura podemos contemplar la trayectoria de una bomba soltada desde un avioacuten que vuela a 1000 m de altura con una velocidad de 600 kmh
Parte horizontal del movimiento
Supongamos ahora que una vez soltado el proyectil tiende a seguir llevando la misma velocidad que llevaba el avioacuten y en la misma direccioacuten Pero el lector puede pensar iquestcoacutemo es esto El proyectil deberiacutea perder velocidad por dos razones
1 Por el rozamiento de aire
2 Porque ya no hay ninguacuten motor que lo impulse
Efectivamente el proyectil pierde algo de velocidad por efectos de rozamiento con el aire pero la segunda razoacuten es erroacutenea Hay un principio de la naturaleza que a veces se denomina principio de inercia y que establece que los cuerpos tienden a continuar en la misma direccioacuten y con la misma velocidad que llevaban mientras no haya ninguna fuerza que se lo impida En otras palabras no hace falta que nada mueva al proyectil Este tiende a continuar movieacutendose por su propia inercia Vamos a admitir de momento este principio y maacutes tarde discutiremos los que haya que discutir al respecto Si despreciamos entonces el rozamiento del aire tenemos que en la direccioacuten horizontal la rapidez del proyectil es constante
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y podemos calcular la distancia horizontal que cubre en un determinado tiempo como (ec[5])
que no es maacutes que otra manera de expresar nuestra ecuacioacuten [1]
Movimiento vertical
El movimiento vertical se convierte en una simple caiacuteda libre de un objeto como ya hemos estudiado La distancia vertical cubierta por el proyectil viene dada por la expresioacuten [3] que en este caso se convierte en (ec [6])
y su velocidad vertical en cada instante de tiempo t viene dada por la expresioacuten [2] v = g t
Nuestro ejemplo en concreto
Vamos a empezar por calcular la distancia a la que impacta el proyectil Estaraacute de acuerdo el lector que esto ocurre cuando el proyectil haya caiacutedo los 1000 metros desde los que fue lanzado es decir que podemos sustituir en la ec [6]
con lo que de paso hemos calculado el tiempo de caiacuteda del proyectil Si ahora lo ponemos en la expresioacuten [5]
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donde 167 ms es la velocidad del avioacuten (600 kmh) obtenemos la distancia buscada
Nos preguntamos ahora con queacute velocidad impacta el proyectil en el suelo Aquiacute se nos presenta el problema de que tenemos una rapidez horizontal que sigue siendo de 167 ms y una rapidez vertical que se calcula como
Coacutemo se suman estas dos contribuciones para obtener la velocidad La respuesta es mediante la ley de adicioacuten vectorial No se asuste el lector pues el asunto es maacutes sencillo que lo que el nombre indica
Figura 6 Representacioacuten del instante de impacto de la bomba contra el suelo
Si nos fijamos en la figura 6 podemos ver como el truco para calcular la verdadera velocidad a partir de la rapidez horizontal y vertical no es maacutes que la aplicacioacuten del teorema de Pitaacutegoras a nuestro caso particular Es decir tenemos que calcular el valor de la hipotenusa del triaacutengulo que se muestra en la figura 6 como
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Otra cosa que nos podriacutea interesar es el aacutengulo con el que se produce la caiacuteda de la bomba El truco consiste en ver la relacioacuten existente entre los lados del triaacutengulo es decir 140167 Este nuacutemero nos da lo que se denomina en matemaacuteticas la tangente del aacutengulo Por tanto para calcular el aacutengulo no tenemos maacutes que hacer la tangente inversa de esta cantidad y obtenemos unos 40ordm
Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
III INSTRUMENTOS DE LABORATORIO
Una computadora
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
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Cuando un proyectil se dispara desde el piso cuya velocidad inicial forma un aacutengulo Ѳ con el eje X positivo
gv0y=v0 SENѲ
Vo Vx Vy H v
R v0x=v0COSѲ Las ecuaciones que describen son
Posicioacuten x=(v0 cosѲ0 ) t y=(v0 senѲ0 ) tminus1
2g t2
Velocidad vx=v0cosѲ v y=v0 senѲminusiquest
Tiempo total de vuelot v=
2vc senѲ0
gAltura maacutexima
hmax=v0
2 sen2Ѳ0
2gAlcance horizontal maacuteximo
R=v0
2 sen (2Ѳ0 )g
Ecuacioacuten de la trayectoria
y=x tanѲ0minusg
2v02 cos2Ѳ0
x2
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Vamos ahora a utilizar nuestros nuevos conocimientos para ver coacutemo podemos describir el movimiento de un objeto que se lanza con una determinada velocidad inicial en cualquier direccioacuten Empecemos por el caso maacutes simple de una bomba que se deja caer desde un avioacuten En la figura podemos contemplar la trayectoria de una bomba soltada desde un avioacuten que vuela a 1000 m de altura con una velocidad de 600 kmh
Parte horizontal del movimiento
Supongamos ahora que una vez soltado el proyectil tiende a seguir llevando la misma velocidad que llevaba el avioacuten y en la misma direccioacuten Pero el lector puede pensar iquestcoacutemo es esto El proyectil deberiacutea perder velocidad por dos razones
1 Por el rozamiento de aire
2 Porque ya no hay ninguacuten motor que lo impulse
Efectivamente el proyectil pierde algo de velocidad por efectos de rozamiento con el aire pero la segunda razoacuten es erroacutenea Hay un principio de la naturaleza que a veces se denomina principio de inercia y que establece que los cuerpos tienden a continuar en la misma direccioacuten y con la misma velocidad que llevaban mientras no haya ninguna fuerza que se lo impida En otras palabras no hace falta que nada mueva al proyectil Este tiende a continuar movieacutendose por su propia inercia Vamos a admitir de momento este principio y maacutes tarde discutiremos los que haya que discutir al respecto Si despreciamos entonces el rozamiento del aire tenemos que en la direccioacuten horizontal la rapidez del proyectil es constante
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y podemos calcular la distancia horizontal que cubre en un determinado tiempo como (ec[5])
que no es maacutes que otra manera de expresar nuestra ecuacioacuten [1]
Movimiento vertical
El movimiento vertical se convierte en una simple caiacuteda libre de un objeto como ya hemos estudiado La distancia vertical cubierta por el proyectil viene dada por la expresioacuten [3] que en este caso se convierte en (ec [6])
y su velocidad vertical en cada instante de tiempo t viene dada por la expresioacuten [2] v = g t
Nuestro ejemplo en concreto
Vamos a empezar por calcular la distancia a la que impacta el proyectil Estaraacute de acuerdo el lector que esto ocurre cuando el proyectil haya caiacutedo los 1000 metros desde los que fue lanzado es decir que podemos sustituir en la ec [6]
con lo que de paso hemos calculado el tiempo de caiacuteda del proyectil Si ahora lo ponemos en la expresioacuten [5]
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donde 167 ms es la velocidad del avioacuten (600 kmh) obtenemos la distancia buscada
Nos preguntamos ahora con queacute velocidad impacta el proyectil en el suelo Aquiacute se nos presenta el problema de que tenemos una rapidez horizontal que sigue siendo de 167 ms y una rapidez vertical que se calcula como
Coacutemo se suman estas dos contribuciones para obtener la velocidad La respuesta es mediante la ley de adicioacuten vectorial No se asuste el lector pues el asunto es maacutes sencillo que lo que el nombre indica
Figura 6 Representacioacuten del instante de impacto de la bomba contra el suelo
Si nos fijamos en la figura 6 podemos ver como el truco para calcular la verdadera velocidad a partir de la rapidez horizontal y vertical no es maacutes que la aplicacioacuten del teorema de Pitaacutegoras a nuestro caso particular Es decir tenemos que calcular el valor de la hipotenusa del triaacutengulo que se muestra en la figura 6 como
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Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
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IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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Vamos ahora a utilizar nuestros nuevos conocimientos para ver coacutemo podemos describir el movimiento de un objeto que se lanza con una determinada velocidad inicial en cualquier direccioacuten Empecemos por el caso maacutes simple de una bomba que se deja caer desde un avioacuten En la figura podemos contemplar la trayectoria de una bomba soltada desde un avioacuten que vuela a 1000 m de altura con una velocidad de 600 kmh
Parte horizontal del movimiento
Supongamos ahora que una vez soltado el proyectil tiende a seguir llevando la misma velocidad que llevaba el avioacuten y en la misma direccioacuten Pero el lector puede pensar iquestcoacutemo es esto El proyectil deberiacutea perder velocidad por dos razones
1 Por el rozamiento de aire
2 Porque ya no hay ninguacuten motor que lo impulse
Efectivamente el proyectil pierde algo de velocidad por efectos de rozamiento con el aire pero la segunda razoacuten es erroacutenea Hay un principio de la naturaleza que a veces se denomina principio de inercia y que establece que los cuerpos tienden a continuar en la misma direccioacuten y con la misma velocidad que llevaban mientras no haya ninguna fuerza que se lo impida En otras palabras no hace falta que nada mueva al proyectil Este tiende a continuar movieacutendose por su propia inercia Vamos a admitir de momento este principio y maacutes tarde discutiremos los que haya que discutir al respecto Si despreciamos entonces el rozamiento del aire tenemos que en la direccioacuten horizontal la rapidez del proyectil es constante
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y podemos calcular la distancia horizontal que cubre en un determinado tiempo como (ec[5])
que no es maacutes que otra manera de expresar nuestra ecuacioacuten [1]
Movimiento vertical
El movimiento vertical se convierte en una simple caiacuteda libre de un objeto como ya hemos estudiado La distancia vertical cubierta por el proyectil viene dada por la expresioacuten [3] que en este caso se convierte en (ec [6])
y su velocidad vertical en cada instante de tiempo t viene dada por la expresioacuten [2] v = g t
Nuestro ejemplo en concreto
Vamos a empezar por calcular la distancia a la que impacta el proyectil Estaraacute de acuerdo el lector que esto ocurre cuando el proyectil haya caiacutedo los 1000 metros desde los que fue lanzado es decir que podemos sustituir en la ec [6]
con lo que de paso hemos calculado el tiempo de caiacuteda del proyectil Si ahora lo ponemos en la expresioacuten [5]
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donde 167 ms es la velocidad del avioacuten (600 kmh) obtenemos la distancia buscada
Nos preguntamos ahora con queacute velocidad impacta el proyectil en el suelo Aquiacute se nos presenta el problema de que tenemos una rapidez horizontal que sigue siendo de 167 ms y una rapidez vertical que se calcula como
Coacutemo se suman estas dos contribuciones para obtener la velocidad La respuesta es mediante la ley de adicioacuten vectorial No se asuste el lector pues el asunto es maacutes sencillo que lo que el nombre indica
Figura 6 Representacioacuten del instante de impacto de la bomba contra el suelo
Si nos fijamos en la figura 6 podemos ver como el truco para calcular la verdadera velocidad a partir de la rapidez horizontal y vertical no es maacutes que la aplicacioacuten del teorema de Pitaacutegoras a nuestro caso particular Es decir tenemos que calcular el valor de la hipotenusa del triaacutengulo que se muestra en la figura 6 como
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Otra cosa que nos podriacutea interesar es el aacutengulo con el que se produce la caiacuteda de la bomba El truco consiste en ver la relacioacuten existente entre los lados del triaacutengulo es decir 140167 Este nuacutemero nos da lo que se denomina en matemaacuteticas la tangente del aacutengulo Por tanto para calcular el aacutengulo no tenemos maacutes que hacer la tangente inversa de esta cantidad y obtenemos unos 40ordm
Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
III INSTRUMENTOS DE LABORATORIO
Una computadora
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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y podemos calcular la distancia horizontal que cubre en un determinado tiempo como (ec[5])
que no es maacutes que otra manera de expresar nuestra ecuacioacuten [1]
Movimiento vertical
El movimiento vertical se convierte en una simple caiacuteda libre de un objeto como ya hemos estudiado La distancia vertical cubierta por el proyectil viene dada por la expresioacuten [3] que en este caso se convierte en (ec [6])
y su velocidad vertical en cada instante de tiempo t viene dada por la expresioacuten [2] v = g t
Nuestro ejemplo en concreto
Vamos a empezar por calcular la distancia a la que impacta el proyectil Estaraacute de acuerdo el lector que esto ocurre cuando el proyectil haya caiacutedo los 1000 metros desde los que fue lanzado es decir que podemos sustituir en la ec [6]
con lo que de paso hemos calculado el tiempo de caiacuteda del proyectil Si ahora lo ponemos en la expresioacuten [5]
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donde 167 ms es la velocidad del avioacuten (600 kmh) obtenemos la distancia buscada
Nos preguntamos ahora con queacute velocidad impacta el proyectil en el suelo Aquiacute se nos presenta el problema de que tenemos una rapidez horizontal que sigue siendo de 167 ms y una rapidez vertical que se calcula como
Coacutemo se suman estas dos contribuciones para obtener la velocidad La respuesta es mediante la ley de adicioacuten vectorial No se asuste el lector pues el asunto es maacutes sencillo que lo que el nombre indica
Figura 6 Representacioacuten del instante de impacto de la bomba contra el suelo
Si nos fijamos en la figura 6 podemos ver como el truco para calcular la verdadera velocidad a partir de la rapidez horizontal y vertical no es maacutes que la aplicacioacuten del teorema de Pitaacutegoras a nuestro caso particular Es decir tenemos que calcular el valor de la hipotenusa del triaacutengulo que se muestra en la figura 6 como
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Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
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DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS DE FISICO MATEMATICAS UNA-PUNOLABORATORIO DE FISICA 1
VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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donde 167 ms es la velocidad del avioacuten (600 kmh) obtenemos la distancia buscada
Nos preguntamos ahora con queacute velocidad impacta el proyectil en el suelo Aquiacute se nos presenta el problema de que tenemos una rapidez horizontal que sigue siendo de 167 ms y una rapidez vertical que se calcula como
Coacutemo se suman estas dos contribuciones para obtener la velocidad La respuesta es mediante la ley de adicioacuten vectorial No se asuste el lector pues el asunto es maacutes sencillo que lo que el nombre indica
Figura 6 Representacioacuten del instante de impacto de la bomba contra el suelo
Si nos fijamos en la figura 6 podemos ver como el truco para calcular la verdadera velocidad a partir de la rapidez horizontal y vertical no es maacutes que la aplicacioacuten del teorema de Pitaacutegoras a nuestro caso particular Es decir tenemos que calcular el valor de la hipotenusa del triaacutengulo que se muestra en la figura 6 como
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Otra cosa que nos podriacutea interesar es el aacutengulo con el que se produce la caiacuteda de la bomba El truco consiste en ver la relacioacuten existente entre los lados del triaacutengulo es decir 140167 Este nuacutemero nos da lo que se denomina en matemaacuteticas la tangente del aacutengulo Por tanto para calcular el aacutengulo no tenemos maacutes que hacer la tangente inversa de esta cantidad y obtenemos unos 40ordm
Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
III INSTRUMENTOS DE LABORATORIO
Una computadora
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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Otra cosa que nos podriacutea interesar es el aacutengulo con el que se produce la caiacuteda de la bomba El truco consiste en ver la relacioacuten existente entre los lados del triaacutengulo es decir 140167 Este nuacutemero nos da lo que se denomina en matemaacuteticas la tangente del aacutengulo Por tanto para calcular el aacutengulo no tenemos maacutes que hacer la tangente inversa de esta cantidad y obtenemos unos 40ordm
Por uacuteltimo me gustariacutea sentildealar el tipo de curva que sigue un proyectil en su movimiento Todos hemos oiacutedo en la retransmisioacuten de un partido de fuacutetbol al locutor diciendo aquello de el baloacuten describe una bonita paraacutebola La paraacutebola es una curva matemaacutetica que se obtiene faacutecilmente si uno coge en un eje horizontal y pinta marcas igualmente espaciadas y en un eje vertical donde pinta rayas espaciadas cantidades que se multiplican sucesivamente por 14916 veces la unida elegida Esto es seguacuten los cuadrados de los enteros De forma general una paraacutebola es una curva que relaciona la distancia vertical y con distancia horizontal x de la forma
siendo a b c nuacutemeros cualesquiera
Para ver que efectivamente nuestro proyectil sigue una curva de este tipo solamente tenemos que eliminar el tiempo t de las ecuaciones [5] y [6] y obtener una relacioacuten entre la distancia recorrida verticalmente y la cubierta horizontalmente Quede esto como ejercicio para los lectores maacutes interesados en la matemaacutetica del asunto
III INSTRUMENTOS DE LABORATORIO
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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Programa Data Studio instalado Interface Science Worshop Sistema lanzador de proyectiles (ME-6831) Accesorio para tiempo de vuelo(ME-6810) Adaptador para fotopuerta(ME-6821) Esferas de acero y plaacutestico Papel carboacuten papel bond Soporte con pinzas cinta meacutetrica 2m
IV PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
Primera Actividad (movimiento semiparabolico)a)Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interfaseb) Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimentoc) Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y
fotopuerta de la lista de sensores y efectuar la conexioacuten usando los cables para trasmisioacuten de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d)Efectuacutee la configuracioacuten del temporizador para la fotopuerta y el accesorio para el tiempo de vuelo tal como se aprecia en la figura
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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e)Adicione un medidor digital a los datos
recogidos por el temporizador en el se registrara el tiempo de vuelo
f) Coloque la fotopuerta en el adaptador y luego en la boca del lanzador de proyectiles
g) Efectuacutee el montaje de dispositivos y accesorios tal como se muestra en la figura (2)
h) Sujete el lanzador de proyectiles a una mesa solida cerca de un extremo de la mesa con el lanzador frente a la pared a una distancia de unos dos metros de la pared
i) Coloque una superficie plana para no dantildear la pared y sobre ella el sensor de tiempo de vuelo para fines de estima el tiempo total empleado en el evento
j) Pruebe disparar el proyectil (el ajuste de largo alcance) un par de veces para saber aproximadamente lo que le da el aacutengulo la altura maacutexima de la pared
k)Una cinta de un pedazo de papel blanco a la junta en la regioacuten donde la pelota estaacute golpeando Luego
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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cubra el papel blanco con un trozo de papel carboacuten
l) Lanzar la pelota desde diferentes aacutengulos y determinar exactamente que aacutengulo da la altura maacutexima mediante la comprobacioacuten de las marcas de papelAnote el valor de la medida del aacutengulo que produce la altura maacutexima medida de la altura maacutexima y las distancias respectivas y el registro de la tabla
Primera actividad (Determinacioacuten De La Velocidad Inicial)
1 Verifique la elevacioacuten angular del tubo lanzador2 Inserte con ayuda del tubo atacador la esfera de
plaacutestico en la primera o segunda posicioacuten de compresioacuten del resorte seguacuten sea el caso
3 Verificar la punteriacutea esta debe coincidir con la direccioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
4 Pulsar el botoacuten inicio5 Tirar suavemente del cable que activa el
disparador6 Verificar el punto de
alcance maacuteximo correspondiente de ser necesario ajuste la distancia de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo
7 Anote el valor de ubicacioacuten del accesorio para tiempo de vuelo el angulo empleado y la velocidad inicial realice esta operacioacuten tres veces y tome el promedio
Segunda actividad (determinacioacuten de la gravedad)
Arme el sistema como muestra la figura (1) de la parte teorica
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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BIBLIOGRAFIA Al varenga Beatriz Fiacutesica I Goldemberg Fiacutesica fundamental T-I Negro Fiacutesica experimental Fiacutesica ndash Maiztegui amp Sabato ndash Edicioacuten 1 Revista Investigacioacuten y Ciencia ndash Jean Michael amp Eacute Kierlik ndash
Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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- CONCLUSIONES
-
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Anote los datos evaluados en la tabla (2) para tres eventos y estime el promedio para fines de poder ser evaluados adecuadamente
TABLA 1MEDIDA DE 1 2 3 PROMEDIO
El angulo maacuteximo 35ordm 38ordm 40ordm 376ordm
Altura maacutexima 154 m 159 m 167 m 160 m
Distancia horizontal 122 m 122 m 122 m 122 m
Altura inicial 091 m 091 m 091 m 091 m
Velocidad inicial calculada 1389ms 1429ms 1389ms 1402ms
Angulo maacuteximo calculado 1607ordm 1607ordm 1607ordm 1607ordm
Tiempo medido 02224seg 02329seg 02406seg 023 seg
TABLA2VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Altura (Y) 093 m 093 m 093 m 093 m 093 m
D horizontal 174 m 173 m 175 m 175 m 175 m
Vel Inicial 893 1020 980 1020 10
Tercera actividad (determinacioacuten de la gravedad meacutetodo caiacuteda libre - rebote)
1 Verificar la conexioacuten e instalacioacuten de la interface2 Ingresar al programa Data Studio y seleccionar
crear experimento3 Instalar el sensor de movimiento4 Situar el baloacuten bajo el sensor de movimiento5 Dejar caer libremente el baloacuten6 Repita los pasos 4 y 5 por cinco veces y estime el
promedio
TABLA3
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
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VARIABLE EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5
Pendiente 979 972 955 968 980
V CUESTIONARIO
Primera actividad
1 El angulo que da la altura maxima cuando la pelota golpea la pared habra llegado a la cima de su trayectoria
Cuando la pelota esta a la mitad de su trayectoria llega a su altura maximaLos motivos
Como es un movimiento parabolico la trayectoria es simetrica entonces la mitad de la distancia es su alcance horizontal siempre esta en sup unto mas alto de su trayectoria
Cuando el angulo aumenta su altura y su tiempo tambien aumenta pero su alcanze horizontal disminuye
2 A que distancia de la pared se puede maximizar la altura de 45ordm Cuanto seria la altura maxima en este caso
Tiene que estar a una distancia X=cos45ordmt X= (radic 22)t x2 = a = (radic 2vt)4m
Entonces a una distancia a = (radic 2vt)4m siempre sera sup unto mas alto
Su altura sera Y=vsen45ordmt ndash 12gt2
(radic 22)vt ndash 12gt2
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
David J MacGill amp Wilton King Michel Valero Fiacutesica Fundamental Vol-1 Alonso ndashFinn Fiacutesica Vol-1 Sears ndashZemansky ndashYoung Fiacutesica Universitaria http fisicausachcl~lhrodrigfisica1movimientos
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3 Con los datos promedio tabla (1) calcule el angulo maximo teorico
El angulo maximo teorico se da por la siguiente formula
Tanθ= v2gx g=98ms2
x=12225m v=1402ms
θ=9611ordm
4 Con los datos promedio de la table (1) calcule la altura maxima teorica
La altura maxima se da por y= yo + vosenθt ndash frac12gt2
hallemos
y=041m+1402mssen3766ordm02310sndash(12)(98)(02310s)y= 041m + 181m + 026my=196m
5 Con los datos promedio tabla (1) calcule la distancia horizontal velocidad inicial y el tiempo transcurrido
Distancia horizontal D = vtD = 269m
Velocidad InicialVo = Dx cosθtVo = 636 ms
TiempoT = Dx cosθvT = 01052 s
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6 Determine el error relative porcentual cometido con los datos promedio experimentales de la tabla (1) y los calculados en las preguntas 3 4 y 5 y resuma sus resultados empleando la sgt table (4)
PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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Tercera actividad
9 Determine la gravedad experimental en Puno sacando el promedio aritmetico a los resultados obtenidos de pendiente de la Tabla (3)
P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
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PARAMETRO ERROR RELATIVO
Angulo maximo 155Altura maxima 22Distancia ldquoxrdquo 119
Velocidad inicial 54Tiempo 5463
Segunda actividad
7 Con todos los datos de la table (2) empleando la relacion grafica de ldquoyrdquo vs ldquox2rdquo mediante el ajuste lineal de los minimos cuadrados determine la pendiente ldquomrdquo de la recta
y= g(2vo
2) x2 m= g(2vo
2)
Usamos los datos de la tabla (2) altura (Y) = 93 cm
distancia horizontal (x) = 1746cm velocidad inicial = 9826 ms
Y asi hallamos la pendiente m= 030
8 Determine la gravedad teorica en Puno despejando la ecuacion 10 en function de la pendiente calculada y la velocidad inicial promedio de la tabla (2)
2mvo2 = g
2(03)(9826)2= g 967 ms2 = g
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P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
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P1m = 979 + 972 + 955 + 968 980 = 970 ms2
210Determine el Error relativo Porcentual empleando los n resultados obtenidos de gravedad en las preguntas 8 y b 9 anteriores
1 Eabs = 967 ndash 970 Eabs = -003
2 Er = l003l970Er= 0039
3 Er = 0039 x 100Er = 39
CONCLUSIONESDespueacutes de haber estudiado y analizado diferentes ejemplos reales de movimientos podemos llegar a la conclusioacuten de que en todo cuerpo y en todo momento y a cada momento estaacuten interactuando diferentes tipos de fuerza las cuales ayudan a los cuerpos a realizar determinados movimientos o a mantenerse en estado de equilibrio ya sea estaacutetico o dinaacutemicoTambieacuten pudimos descubrir muchos nuevos ocnocimientos como el angulo para que el movimiento sea maacuteximo fue algo alucinante me encanto la clase
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Julio 2002 Fiacutesica Curso Elemental Mecaacutenica ndash Alonso Marcelo Fiacutesica ndash Wilson Jerry Cuestiones de Fiacutesica ndash Aguilar Jsement Fiacutesica Tomo I ndash Serway Raymond Dinaacutemica II Mecaacutenica Para Ingenieriacutea y sus Aplicaciones ndash
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