MCUA

COLEGIO PREPARATORIO DE ORIZABA

LABORATORIO DE FÍSICA

TITULO DE LA PRÁCTICA: MCUA

PRÁCTICA NÚMERO: 6

BONET LEZAMA JOSÉ RAMÓN

MEDELLÍN PONCIANO KARLA CRISTINA

GARCÍA MENDOZA  DANIELA

MERINO DE LA CRUZ ALAI MARELY

RAMÍREZ CORTINA NOEMI GUADALUPE

VÁZQUEZ SILVA VALERIA

NOMBRE DEL CATEDRÁTICO Y ASESOR: MARTHA PATRICIA OSORIO OSORNO

ORIZABA VER; A 12 DE NOVIEMBRE DEL 2014

Material no biológico:

·         Cronometro

·         Un robot de juguete

Objetivo:

Saber calcular el movimiento circular, la velocidad y aceleración angular en un engrane del robot de juguete, ya que no se veían los engranes tomamos de referencia un circulo en la parte frontal.

Técnica:

1.    Hicimos una pequeña marca en la parte delantera del robot, donde se encontraba el círculo que giraba.

2.    Uno de los integrantes del equipo se encargó de medir el tiempo, mientras que los demás se concentraban en contar las vueltas que daba el engrane.

3.    Se apuntó el número de vueltas junto con el movimiento de loa brazos y pies, con todos los datos obtenidos se sacó un promedio con lo cual se calculó  la velocidad y aceleración angular posterior mente la aceleración media, el desplazamiento y frecuencia.

Antecedentes:

El movimiento circular uniforme (MUC) es un movimiento de trayectoria circular en el que la velocidad angular es constante. Esto implica que describe ángulos iguales en tiempos iguales. En él, el vector velocidad no cambia de módulo pero sí de dirección (es tangente en cada punto a la trayectoria). Esto quiere decir que no tiene aceleración tangencial ni aceleración angular,  aunque sí aceleración normal.

El movimiento circular uniformemente acelerado (MCUA) se presenta cuando una partícula o cuerpo sólido describe una trayectoria circular aumentando o disminuyendo la velocidad de forma constante en cada unidad de tiempo. Es decir, la partícula se mueve con aceleración constante.

Desplazamiento angular:

El desplazamiento angular de un cuerpo describe la cantidad de rotación. Si el punto A en el disco giratorio, gira sobre su eje hasta el punto B el desplazamiento angular se denota por el ángulo ϴ.

Frecuencia:

La frecuencia es la inversa del periodo, es decir, las vueltas que da un móvil por unidad de tiempo. Se mide Hz o revoluciones o ciclos/s.

F= 1/T = w/2π

Velocidad angular:
 La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s).

Aceleración angular:
Se define la aceleración angular como el cambio que experimenta la velocidad angular por unidad de tiempo. Se denota por la letra griega alfa α. Al igual que la velocidad angular, la aceleración angular tiene carácter vectorial.

Radian:
El radián es la unidad de ángulo plano en el Sistema Internacional de Unidades. Representa el ángulo central en una circunferencia y abarca un arco cuya longitud es igual a la del radio. Su símbolo es rad.

Experimentación:

Primero tomamos el tiempo que se llevaba cada robot al hacer un movimiento, teniendo en cuenta que no todos se movían al mismo tiempo. Entonces se tomó muchas veces el tiempo para así poder hacer un promedio. Ya con ese tiempo sacamos la frecuencia:

FRENCUENCIA
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
F=1 ÷ 0.997 s	F=1 ÷ 0.780 s	F=1 ÷ 0.791 s	F=1 ÷ 0.899 s
F= 1  ciclos/s	F= 1.282 ciclos/s	F= 1.264 ciclos/s	F= 1.112 ciclos/s

Obteniendo la frecuencia pudimos utilizar la formula W₀= 2π (F)

VELOCIDAD INICIAL
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
W0=2π (1)	W0=2π (1.282)	W0=2π (1.264)	W0=2π (1.112)
W0= 6.283 rad/s	W0= 8.055 rad/s	W0=7.941 rad/s	W0=6.986 rad/s

De la velocidad inicial pudimos entonces sacar la aceleración con la fórmula:

 α= W₀ ÷ t

ACELERACIÓN
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
6.283 ÷ 0.997	8.055 ÷ 0.780	1.941 ÷ 0.791	6.986 ÷ 0.899
α= 6.302 rad/s2	α= 10.326 rad/s2	α=10.039 rad/s2	α=7.770 rad/s2

De la aceleración pudimos sacar el desplazamiento con la fórmula:

θ= W₀ (t) + αt² ÷ 2

DESPLAZAMIENTO
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
Θ= 6.283(.997) + 6.301(.997)2 ÷ 2	Θ= 8.055(.780) + 8.055(.780)2 ÷ 2	Θ= 7.941(.791) + 7.941(.791)2 ÷ 2	Θ= 6.986(.899) + 6.986(.899)2 ÷ 2
Θ= 9.395 rad	Θ= 8.7332 rad	Θ= 8.7655 rad	Θ= 9.103 rad

Del desplazamiento logramos obtener la velocidad final, tomando como la velocidad inicial cero, con la fórmula:

W_f= W₀ + αt

VELOCIDAD FINAL
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
Wf= 6.301 (0.997)	Wf= 10.326 (0.780)	Wf= 10.039 (0.791)	Wf= 7.770 (0.899)
Wf= 6.282 rad/s	Wf= 8.7332 rad/s	Wf= 8.7655 rad/s	Wf= 9.103 rad/s

Y por último sacamos lo que fue la aceleración media con la fórmula:

W_f – W_o ÷ t_{f –} t_i

Entonces con respecto a los tiempos, tomamos el primer y el último tiempo de todos los datos que obtuvimos sin promediar.

ACELERACIÓN MEDIA
Brazo derecho	Brazo izquierdo	Circulo	Pies
6.283 – 6.282 ÷ 1.402 – 1.190	8.054 – 8.055 ÷ 1.02 – 0.68	7.940 – 7.941 ÷ 1.2 – 0.9	6.985 – 6.986 ÷ 1.28 -1.70
0.0047	0.0029	0.0033	0.0023

Observaciones con fotografías:

Robot moviéndose

Robot en estado de reposo

Conclusiones:

Esta práctica nos ayudó a entender más el MCUA, en la práctica se demostró que después de darle cuerda al robot, éste mostraba una desaceleración al ya acabarse la cuerda,  por lo que hizo que su velocidad disminuyera. Al igual que se obtuvieron todos los datos con tan sólo tomar el tiempo y hacer un promedio.