Velocidad Instantánea

Objetivo

• Tener una idea, experimentalmente, de cómo
  obtener la velocidad instantánea a partir de la
  velocidad media.

• Entender el proceso experimental de
  límite.

• Obtener la velocidad instantánea, en un punto
  determinado, de un móvil que realiza movimiento
  rectilíneo.

Fundamentación
teórica

• INTRODUCCIÓN

La Mecánica, la más antigua de las
ciencias físicas, es el estudio del movimiento de los
cuerpos.

Cuando describimos el movimiento nos ocupamos de la
parte de la mecánica que se llama
Cinemática.

• CINEMÁTICA DE UNA
  PRTÍCULA

Un objeto real puede girar al ir moviéndose,
análogamente un cuerpo puede vibrar al ir
moviéndose. Estas complicaciones se pueden evitar
considerando el movimiento de un cuerpo muy pequeño
llamado partícula. Matemáticamente, una
partícula se considera como un punto, como un objeto sin
tamaño, de manera que no hay que hacer consideraciones de
rotación ni de vibración.

• VELOCIDAD MEDIA

La velocidad de una partícula es la rapidez
con la que cambia de posición al transcurrir el
tiempo. La posición de una partícula en un
cierto marco de referencia está dada por un vector de
posición trazada desde el origen de dicho marco a la
partícula.

• VELOCIDAD INSTANTANEA

Supongamos que una partícula se está
moviendo de tal manera que su velocidad media, medida en un gran
número de intervalos de tiempos diferentes, no resulta
constante. Se dice que esta partícula se mueve con
velocidad variable.

Materiales e
instrumentos

PROCEDIMIENTO

• 1. Instale el sistema mostrado en
  la fig. 1. Las dos varillas paralelas deben nivelarse de tal
  manera que la rueda no se desvíe a los costados
  .Procurar que la rueda rote sin resbalar con tal fin darle la
  inclinación adecuada.

• 2. Divida el tramo AB y
  determínese C como indica la fig.2.a
  continuación divida también los tramos AC y CB
  en cuatro partes iguales cada uno.

• 3. Medir las distancias AC, A1C,
  A2C, A3C; igualmente CB, C1B, C2B, C3B.

• 4. Soltar la rueda siempre desde
  el punto A y tomar siempre los tiempos que tarda en recorrer
  las distancias encontradas.

• 5. Repita los pasos anteriores
  para una inclinación diferente.

• DATOS EXPERIMENTALES

Resultados

• 1. Hacer una grafica de las velocidades medias
  obtenidas en la tabla 1 y 2 en función de los
  intervalos de tiempo.

Caso 1. (Método: Hoja de
cálculo Excel)

Caso 2. (Método: Hoja de
cálculo Excel)

• 2. Este proceso se sigue para encontrar la
  velocidad instantánea en C considerando los puntos a
  la izquierda y ala derecha. Se obtiene la velocidad media
  correspondiente a los intervalos entre AC y a los de CB.

Caso 1.

De A hasta C

Desde C hasta B

Luego remplazando los dados en:

Caso 2. (Mayor inclinación)

De A hasta C

Desde C hasta B

Luego remplazando los dados en:

• 3. Determine el error en la
  determinación de la rapidez instantánea.

Caso 1.

Caso 2.

• 4. Relacione la velocidad
  instantánea en el punto C para diferentes
  inclinaciones.

Según los resultados con menor pendiente Vc es
menor, mientras que con mayor pendiente Vc es mayor,
entonces:

Cuestionario

• 1. Diferencie la velocidad media y velocidad
  promedio.

Entonces las diferencias son:

• a) La velocidad media es un vector, mientras
  que la velocidad promedio es un escalar.

• b) La velocidad media se mide en referencia al
  desplazamiento (vector), mientras que la velocidad promedio
  se mide en referencia al espacio recorrido o trayectoria (un
  escalar).

Observaciones y
conclusiones

• Experimentalmente no se puede calcular la velocidad
  instantánea, por lo que es necesario ayudarse de la
  velocidad media.

• Notamos que mediante una gráfica podemos
  tender a un límite determinado. En el caso de la
  velocidad instantánea, se obtiene cuando la recta de
  la velocidad media en función del tiempo corta el eje
  de la velocidad media ().

Bibliografía

J. GOLDEMBERG. Física General y Experimental.
Volumen 1.

SKIRES. Física Experimental.

RESNICK Y HALLIDAY. Física. Parte I.

EDITORES LUMBRERAS. Física "Una visión
analítica del movimiento". Volumen 1.

Autor:

Bravo Anaya, Rualth
Gustavo

Escobar Bellido, Dany
Javier

ASIGNATURA : LABORATORIO DE FÍSICA I
(FS-142)

DOCENTE : KLÉBER JANAMPA
QUISPE

SERIE : 100 – II

SEMESTRE : 2010 – II

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN
CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS, GEOLOGIA Y
CIVIL

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE
INGENIERIA CIVIL

TERCER INFORME

AYACUCHO – PERU

2011