UNIVERSIDAD CIENTIFICA DEL SUR

Facultad de Ingeniería de Sistemas Empresariales

Escuela de Ingeniería de Sistemas de Información y de Gestión

“INFORME DE LABORATORIO: MRU y MRUV”

Movimientos Rectilíneos: Uniforme y Uniformemente V ariado

Alumnos: BRINGAS RONDINEL, Jaime

BELLIDO GARCÍA, Rubén

CALLE RAMIREZ, Luís

PICON BERROCAL, Alex

Asignatura: Física I

Profesor: GODIER AMBURGO, Jorge

Ciclo: III

Sección: 501

2010-2

1.0 RESEÑA

Con la presente prueba de laboratorio se pretende demostrar las propiedades de relación entre el

Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y el Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado

(MRUV). La prueba consistió en la toma de datos de tiempo y posición de un carrito en

movimiento el cual se desplazó sobre una corredera diseñada para minimizar la fuerza de

rozamiento (para evitar que el carrito se vaya frenando).

Para la prueba de velocidad (MRU) se niveló la corredera para minimizar las fuerzas que pudieran

distorsionar el desplazamiento del carrito. Para la prueba de aceleración (MRUV) un extremo de la

corredera fue elevada de nivel para favorecer a la fuerza de gravedad que actuara sobre el carrito.

Para la toma de datos se utilizó el equipo de prueba mecánico computarizado Pasco Spark

(sensores electrónicos PASCO, Software Spark VUE e Interface Spark) con la ayuda de accesorios

de trabajo (mesa de pruebas, plataforma de deslizamiento, carrito mecánico).

2.0 FUNDAMENTO TEORICO.

De acuerdo con la primera ley de Newton: “Que todo cuerpo permanecerá en su estado de

reposo o de movimiento rectilíneo uniforme a menos que otro cuerpo actué sobre él” (llamado

también ley de inercia). Este postulado manifiesta que si no existe ninguna una fuerza actué sobre

un objeto (tire o empuje), este mantendrá su estado original pudiendo ser en reposo o de

movimiento en línea recta con velocidad constante.

La segunda ley de Newton menciona: “La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente

proporcional a su aceleración” (principio fundamental de la dinámica). Cuando una fuerza actúa

sobre un objeto este varia su estado: se pone en movimiento, acelera, desacelera, o varía su

trayectoria. Cuanto mayor es la fuerza, mayor es la variación del movimiento.

Para poder graficar estos enunciados vamos a tomar como ejemplo la posición de reposo que

presenta una rana cuando esta posada sobre una hoja de nenúfar, a menos que ninguna fuerza

actúe sobre la rana esta mantendrá su estado, para que la rana se desplace requiere la acción de

una fuerza, esta fuerza es ejercida por los músculos en las piernas de la rana que la impulsa hacia

arriba.

Las fórmulas utilizadas para la demostración del presente experimento son las siguientes:

1.- Posición (MRU):

� � �. � (1)

2.- Posición Final (MRUV):

�� � �� �. � �

� �. �� (2)

3.- Velocidad Final (MRUV):

� � � �. � (3)

3.0 DATOS RECOGIDOS:

Para la prueba de MRU se realizó la toma de datos con el apoyo del equipo computarizado, luego

fue necesario realizar un ajuste lineal a los datos (como se menciono anteriormente la velocidad

responde a una función lineal), los datos obtenidos son presentados en la siguiente tabla:

Tabla Nº 01

La representación gráfica de la tabla 01 se muestra a continuación:

Gráfico Nº 01 - Velocidad

Datos Tiempo

(s) Posición

(m)

01 2.0 0.135

02 2.2 0.135

03 2.4 0.135

04 2.6 0.133

05 2.8 0.158

06 3.0 0.217

07 3.2 0.276

08 3.4 0.319

09 3.6 0.382

10 3.8 0.439

11 4.0 0.492

12 4.2 0.520

13 4.4 0.519

14 4.6 0.516

En la prueba de MRUV se utilizó el mismo procedimiento para la toma de datos, luego fue

necesario realizar el ajuste cuadrático a los datos (como se menciono anteriormente la

aceleración responde a una función cuadrática), los datos obtenidos son representados en la

siguiente tabla:

Datos Tiempo

(s) Posición

(m)

01 1.10 0.143

02 1.20 0.161

03 1.30 0.184

04 1.40 0.209

05 1.50 0.239

06 1.60 0.274

07 1.70 0.302

08 1.80 0.348

09 1.90 0.399

10 2.00 0.450

Tabla Nº 02

La representación gráfica de la tabla 02 se muestra a continuación:

Gráfico Nº 02 - Aceleración

4.0 ANALISIS E INTERPRETACIÓN:

Como se pudo observar en la prueba de MRU, el objeto en movimiento tiende a mantener de

manera constante su velocidad en el tiempo y su posición estará en relación directa al instante

(tiempo) en la cual se desee conocer, a un lapso mayor de tiempo el objeto se encontrará más

alejado de su punto inicial.

Haciendo un ajuste lineal de los datos podemos obtener su línea de tendencia y encontrar su

función matemática. Para la prueba realizada en laboratorio la función que gobierna los datos del

MRU es:

Leyenda

f(x) = posición final.

x = tiempo en segundo.

Mediante esta función se puede predecir la posición del objeto en cualquier instante, es decir en

cualquier momento, claro está, siempre y cuando no actúe otra fuerza sobre él.

Por ejemplo, si quisiéramos saber cuál será la posición del objeto a los 10 segundos de iniciado su

recorrido tendríamos:

Posición final = 0.277 x 10 seg – 0.616

Posición final = 2.15 mts.

En el caso de la prueba de MRUV, el objeto en movimiento tiene otro comportamiento. El objeto

tiende a aumentar su velocidad de manera constante en el tiempo, esta variación de velocidad

(aceleración) está en relación con la fuerza de gravedad que actúa sobre él, a un lapso mayor de

tiempo mayor velocidad.

Haciendo el ajuste cuadrático a los datos podemos obtener su línea de tendencia y encontrar su

función matemática. Para la prueba realizada en laboratorio la función que gobierna los datos del

MRUV es:

Leyenda

f(x) = posición final.

x = tiempo en segundo.

Por medio de esta función se puede predecir la posición del objeto en cualquier instante, es decir

en cualquier momento, claro está, siempre y cuando no actúe otra fuerza sobre él.

Para comprobar el incremento de la velocidad del objeto en el tiempo vamos a calcular su

posición a los primeros 3 y 6 segundo respectivamente:

���� � 0.218�� � 0.338� 0.252

���� � 0.277� � 0.616

Caso 1: cálculo de la posición del objeto a los 3 segundos.

Posición final = 0.218 x (3 seg)2 – 0.338 x 3 seg + 0.252

Posición final = 1.20 mts.

Caso 2: cálculo de la posición del objeto a los 6 segundos.

Posición final = 0.218 x (6 seg)2 – 0.338 x 6 seg + 0.252

Posición final = 6.07 mts.

Como se desprende del ejemplo, en el segundo intervalo de tiempo el objeto ha recorrido 5 veces

más la distancia que en el primer intervalo de tiempo, este aumento de velocidad será constante

si de dejará recorrer el objeto de manera indefinida hasta alcanzar su velocidad límite.

5.0 CONCLUSIONES:

Al término del experimento se podo comprobar lo siguiente:

1.- La velocidad que experimenta un cuerpo está dada por una función lineal (describe una recta).

2.- La acción que ejerce la fuerza de gravedad sobre un cuerpo en movimiento que recorre un

plano nivelado es mínima, y si se pudiera compensar por completo la fuerza de rozamiento, el

objeto seguiría su desplazamiento de manera indefinida.

3.- La aceleración que experimenta un cuerpo está dada por una función cuadrática (describe una

parábola).

4.- La fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo en movimiento que recorre un plano

inclinado obliga al objeto a seguir desplazándose a una mayor velocidad en cada instante de

tiempo hasta alcanzar su velocidad límite.

6.0 BIBLIOGRAFÍA

http://shibiz.tripod.com/id9.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton

http://www.jfinternational.com/mf/leyes-newton.html

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/rectilineo/rectilineo.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad limite

http://ciencianet.com/paraca.html#nota