Movimiento rectilíneo uniforme

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

El objetivo de esta práctica es estudiar experimentalmente los conceptos de velocidad y la relación que existe entre la velocidad de un móvil y la distancia que recorre con movimiento uniforme.

MATERIAL NECESARIO

• Carrito
• Cinta adhesiva
• Cinta de papel
• Conexión de 1.000 R (2)
• Cono de poleas
• Cronovibrador
• Eje tambor
• Fuente de alimentación
• Gancho
• Hilo de nylon de 0,4 nm. Ø
• Junta tórica
• Metro metálico
• Motor con reductor
• Nuez doble
• Papel milimetrado
• Plano con guía central
• Tomillo de mesa (2)
• Triple decímetro
• Varilla de 250 mm. (2)
• Vástago de acero

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

Cuando un cuerpo se desplaza con velocidad constante a lo largo de una trayectoria rectilínea se dice que su movimiento es uniforme. El móvil recorre espacios iguales en tiempos iguales.

Si se representa la gráfica distancia-tiempo resulta una línea recta que pasa por el origen de coordenadas. La pendiente de esta recta es la velocidad.

INSTRUCCIONES PARA REALIZAR LA PRÁCTICA

Realiza el montaje que se indica en la figura y conecta el cronovibrador a la fuente de alimentación.

La cinta de papel se fija al carrito con cinta adhesiva y se hace pasar por las guías del cronovibrador procurando que deslice suavemente y que no aparezcan dobleces que perturbarían las medidas.

En el otro lado del carrito se ata un trocito de hilo de unos 70 cm de longitud. El extremo libre del hilo se pasa por el orificio que tiene el vástago y se ata de modo que, al girar, se enrolle a su alrededor. Al girar el motor, se enrolla la cuerda en el eje y se tira del carrito que se mueve con velocidad constante.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

Como el número de marcas obtenidas en la cinta es excesivo, para simplificar los cálculos, solo se considerarán significativos los puntos 5º, 10 °, 15º, 20º, etc. Como el tiempo que transcurre dos marcas consecutivas es de 0,02 s, el tiempo que pasa entre dos puntos significativos es

Numera correlativamente los puntos significativos y mide sus distancias di al punto de partida P.

A continuación se confecciona una tabla de valores semejante a la siguiente:

Para calcular las velocidades en cada punto Q, se toma como intervalo de medida la distancia comprendida entre el punto anterior al Q y el siguiente a éste, y a continuación se calcula la velocidad media en ese intervalo.

El tiempo transcurrido entre ambos puntos extremos es el doble, es decir, 0,2 segundos. Por ejemplo, para calcular la velocidad en el punto 4 se haría así:

Comprueba si las velocidades obtenidas son aproximadamente iguales y, en tal caso, halla el valor medio.

Dibuja una gráfica en papel milimetrado, poniendo las distancias recorridas en ordenadas y los tiempos en abscisas. Traza la línea que más se adapte al conjunto de los puntos. Si la figura obtenida es una recta quedará comprobado que el cuerpo se movía con velocidad constante, es decir, con movimiento uniforme.

Para calcular la velocidad a partir de la gráfica se determina la pendiente de la recta obtenida (tangente del ángulo que forma con el eje positivo de las abscisas). Compara esta velocidad con la velocidad media obtenida en la tabla de resultados. Dibuja la gráfica velocidad-tiempo. Debe resultar una recta paralela al eje de abscisas.

VIDEO DE LA PRÁCTICA