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Movimiento Vertical: Guía de Laboratorio Virtual N° 06 - Física de los Cuerpos Rígidos, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Laboratorio virtual de física. Informe

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2020/2021

Subido el 11/10/2021

Darez03
Darez03 🇵🇪

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bg1
Física de los Cuerpos Rígidos
EQUIPO DOCENTE USAT LABORATORIO N° 06: MOVIMIENTO VERTICAL
UNIVERSIDAD CATÓLICA
“SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO”
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE ING. CIVIL-AMBIENTAL
CICLO 2020-I
LABORATORIO N° 6
DOCENTE A CARGO
Cumpa Barrios Edwin Aldrin
APELLIDOS Y NOMBRES
Quiroz Arrascue, Dáriel Ariam
CHICLAYO PERÚ
12/ 07 / 2020
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pfa
pfd
pfe
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¡Descarga Movimiento Vertical: Guía de Laboratorio Virtual N° 06 - Física de los Cuerpos Rígidos y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!

Física de los Cuerpos Rígidos

UNIVERSIDAD CATÓLICA

“SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO”

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE ING. CIVIL-AMBIENTAL

CICLO 2020-I

LABORATORIO N° 6

DOCENTE A CARGO

Cumpa Barrios Edwin Aldrin

APELLIDOS Y NOMBRES

Quiroz Arrascue, Dáriel Ariam

CHICLAYOPERÚ

12 / 07 / 2020

Física de los Cuerpos Rígidos

FACULTAD DE INGENIERÍA

FÍSICA DE LOS CUERPOS RÍGIDOS

GÚIA DE LABORATORIO VIRTUAL N° 06

MOVIMIENTO VERTICAL

Física de los Cuerpos Rígidos

 Es aquel movimiento vertical que realizan los cuerpos en el espacio

libre, por acción de su propio peso (fuerza de atracción ejercida por

la tierra sobre los cuerpos que la rodean.). Se entiende por espacio

libre el medio ambiente que nos rodea sin tomar en cuenta la

resistencia del aire ni la presión del viento.

 El movimiento de caída libre es un MRUV donde la aceleración de

la gravedad (g) permanece constante en el lugar donde se realiza la

caída.

FIG. Nº 01

Física de los Cuerpos Rígidos

ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g):

 Es la aceleración con que caen los cuerpos hacia tierra firme.

 La aceleración de la gravedad varía inversamente proporcional con

la altura, de modo que a mayor altura, “g” es menor.

 La aceleración en los polos es mayor que en el Ecuador, debido a

que la tierra no es perfectamente esférica. Sino que posee

superficies accidentadas (su radio varía de acuerdo al lugar) así en

los polos es mayor que en Ecuador.

CARACTERÍSTICAS.

Para un mismo nivel de referencia se cumple:

 La velocidad de subida, es igual a la velocidad de la bajada.

 El tiempo de subida es igual al tiempo de bajada.

 El módulo de la velocidad inicial de lanzamiento es igual al módulo

de la velocidad de descenso en el mismo punto.

 El módulo de la velocidad de ascenso en un punto es igual al

módulo de la velocidad de descenso en el mismo punto.

ECUACIONES DE MOVIMIENTO.

𝑓

2

𝑖

2

ℎ = 𝑣

𝑖

. 𝑡 ±

1

2

𝑔. 𝑡

2

Usamos el signo (+) cuando el cuerpo está bajando.

Usamos el signo (-) cuando el cuerpo está subiendo.

IV. PROCEDIMIENTO DE LOS DATOS Y ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:

  1. Ingresa a la siguiente dirección del Simulador virtual de Física:

http://labovirtual.blogspot.com/search/label/Movimiento%20en%20la%20vertical

Física de los Cuerpos Rígidos

  1. En el panel de control selecciona: m = 1kg; h = 50m; v i

= 5m/s. Realiza 3

experiencias diferentes y anota en la tabla Nº 02 el tiempo de caída y su

velocidad final, para cada 10m del recorrido de la esfera.

Nº h(m) t

1

t

2

t

3

𝑽𝒇

𝟏

𝑽𝒇

𝟐

𝑽𝒇

𝟑

1.05 1 1.05 1.03 - 5.3 - 4.8 - 5.3 - 5.

2 2.05 2.05 2.03 - 14.6 - 15.1 - 15.

- 14.

2.6 2.6 2.55 2.58 - 20.5 - 20.5 - 20

- 20.

3.05 3.05 3.05 3.05 - 24.6 - 24.6 - 24.9 - 24.

3.4 3.4 3.4 3.40 - 28.3 - 28.3 - 28.3 - 28.

3.7 3.75 3.7 3.72 - 31.3 - 31.7 - 31.3 - 31.

Tabla Nº 02

  1. En el panel de control selecciona: m = 3kg; h = 50m; v i

= - 5m/s. Realiza 3

experiencias diferentes y anota en la tabla Nº 03 el tiempo de caída y su

velocidad final, para cada 10m del recorrido de la esfera.

Nº h(m) t 1

t

2

t 3

𝑽𝒇

𝟏

𝑽𝒇

𝟐

𝑽𝒇

𝟑

0 0 0 0

5 5 5 5

1.05 1 1 1.

7

15.3 14.8 14.8 14.

1.6 1.6 1.6 1.6 20.7 20.7 20.7 20.

2.05 2.05 2 2.03 25.1 25.1 24.6 24.

2.4 2.45 2.4 2.42 28.5 29 28.5 28.

2.7 2.7 2. 2.

31.

5

31.5 31.

5

31.

Tabla Nº 03

Física de los Cuerpos Rígidos

  1. En el panel de control selecciona: m = 1kg; h = 0m; v i

= 30m/s. Realiza 3

experiencias diferentes y anota en la tabla Nº 04 el tiempo de caída y su

velocidad final, para cada 10m del recorrido de la esfera.

Nº h(m

t 1

t 2

t 3 𝑻

𝑽𝒇 𝟏

𝑽𝒇 𝟐

𝑽𝒇 𝟑

Tabla Nº 04

V. CUESTIONARIO:

  1. Completa las tablas Nº 01; 02; 03 y 04. Hallando el tiempo promedio y la velocidad

final promedio.

  1. Haciendo uso de las ecuaciones del movimiento vertical calcula el tiempo y la

velocidad para cada una de las situaciones propuestas en las tablas Nº 01; 02; 03 y

  1. Compare con los datos obtenidos del simulador.

𝑓

𝑖

𝟐

𝟐

𝒉 = 𝒗

𝒊

. 𝒕 ±

𝟏

𝟐

𝒈. 𝒕

𝟐

Usamos el signo (-) cuando el cuerpo está subiendo.

Usamos el signo (+) cuando el cuerpo está bajando.

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 02

Datos: (m = 1kg; h = 40m; v i

= 5m/s)

𝟐

𝟐

2

2

2

2

2

𝑓

𝒊

𝟐

𝒗

𝒗

𝟐

3 .74s = 𝑡

𝑣 1

; − 2 .72s = 𝑡

𝑣 2

Nº h(m)

𝑻 𝑻

(Teórico)

𝑻 𝑬

(Experimental)

𝑽 𝑻

(Teórico)

𝑽 𝑬

(Experimental)

1 50 0.00s 1.03 s 5.00 m/s 5.13 𝑚/𝑠

2 40 2.02 𝑠 2.03 s 14.87 𝑚/𝑠 14.93 𝑚/𝑠

3 30 2.59 𝑠 2.58 s 20.43 𝑚/𝑠 20.33 𝑚/𝑠

4 20

3.34 𝑠 3.05 s 24.67 𝑚/𝑠 24.70 𝑚/𝑠

5 10 3.41 s 3.40 s 28.46 𝑚⁄𝑠 28.30 𝑚/𝑠

6 0 3.72 s 3.72 31.

31.

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 03

Datos: (m = 3kg; h = 50m; vi = - 5m/s)

𝟐

𝟐

𝑓 6

2

2

2

25 𝑚

2

𝑠

2

981 𝑚

2

𝑠

2

𝑓 6

𝒊

𝟐

𝟐

2

2

− 3 .7428s = 𝑡

𝑣 1

; 2 .7235s = 𝑡

𝑣 2

N

h(m

𝑻

(Teórico)

(Experimenta

l)

𝑻

(Teórico)

𝑬

(Experimenta

l)

1 50 0 s 0 s 5 m/s 5 m/s

2 40 1.0064 s 1.017 s 14.

m/s

14.97 m/s

3 30 1.5729 s 1.6 s 20.

m/s

20.7 m/s

4 20 2.0153 s 2.03 s 24.

m/s

24.93 m/s

5 10 2.3911 s 2.42 s 28.

m/s

28.67 m/s

6 0 2.7235 s 2.7 s 31.

m/s

31.5 m/s

Física de los Cuerpos Rígidos

Nº h(

m)

𝑻

(Teórico

(Experime

ntal)

𝑻

(Teórico) 𝑽 𝑬

(Experiment

al)

1 0 0 s 0 s 30.

m/s

30 m/s

2 10 0.3537 s 0.35 s 26.

m/s

26.6 m/s

3 20 0.7613 s 0.73 s 22.

m/s

22.83 m/s

4 30 1.2588 s 1.2 s 17.

m/s

18.23 m/s

5 40 1.9622 s 1.87 s 10.

m/s

11.73 m/s

6 45 2.6283 s 2.78 s 4.

m/s

4.58 m/s

7 40 4.1602 s 4.2 s 10.

m/s

11.2 m/s

8 30 4.8636 s 4.92 s 17.

m/s

18.17 m/s

9 20 5.3611 s 5.43 s 22.

m/s

23.23 m/s

10 10 5.7686 s

5.83 s

m/s

27.13 m/s

s

6.13 s 30.

m/s

30.13 m/s

Física de los Cuerpos Rígidos

  1. Representa gráficamente la altura vs tiempo. Analiza la gráfica.

Tabla Nº 01

Datos: (m = 2kg; h = 50m; vi = 0m/s)

Análisis: La presente gráfica de altura (m) vs tiempo (s), presenta una

forma de curva. Esto nos indica la presencia de aceleración, la cual en

este caso es la gravedad, y como el objeto fue soltado desde una altura

inicial de 50 m en donde experimentalmente el tiempo sería

0.16 s, esta ha ido disminuyendo hasta llegar a 0m, dando un tiempo de

vuelo total de 3.16 s conforme al paso del tiempo, esta aceleración ha ido

variando también su pendiente y por ende su velocidad, la cual cada vez es

más rápida. En resumen, nos indica que el movimiento se va haciendo más

rápido a medida que el tiempo transcurre.

Altura vs tiempo

60

50

40

30

20

10

0

0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.

Tiempo (s)

Altura (m)

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 03

Datos: (m = 3kg; h = 50m; vi = - 5m/s)

Análisis: La presente gráfica de altura (m) vs tiempo (s), presenta una forma

de curva. Esto nos indica la presencia de aceleración, la cual en este caso es

la gravedad. El objeto fue soltado desde una altura inicial de 50 m y ha ido

disminuyendo hasta llegar a 0m, dando un tiempo de vuelo total de 2.7 s;

en el movimiento se observa un cambio constante en la velocidad, genera el

cambio polinómico en la altura.

Altura vs tiempo

60

50

40

30

20

10

0

0 0.5 1 1.

Tiempo (s)

2 2.5 3

Altura (m)

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 04

Datos: (m = 1kg; h = 0 m; vi = 30m/s)

Análisis: La presente gráfica de altura en metros, vs tiempo en segundos,

presenta una forma parabólica. Esto se debe al movimiento del objeto, el

cual se da en el eje “Y” y presenta un Movimiento Rectilíneo Uniformemente

variado, donde la aceleración es el valor de la gravedad. El corte con el eje

“X” se da para los tiempos de 0 y 6.13 s. El pico máximo de la gráfica se da

con un tiempo de 3.065 s y una altura de 45.87 m.

Altura vs tiempo

50

45

40

35

30

25

20

15

10

5

0

0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.

Tiempo (s)

Altura (m)

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 02

Datos: (m = 1kg; h = 5 0m; vi = 5m/s)

Análisis: La presente gráfica de velocidad (m/s), vs tiempo (s), es una

función lineal donde la velocidad inicial es de 5 m/s. Esto es producido por

la aceleración del movimiento, equivalente al valor de la gravedad; lo cual

determina la pendiente de la gráfica. El valor de la velocidad al chocar con el

suelo equivale a 28.7m/s llegando a ser el punto máximo de la gráfica.

Tiempo (s)

0 5 10 15 20 25 30 35

4

3,

3

2,

2

1,

1

0,

0

Velocidad vs

Tiempo

Física de los Cuerpos Rígidos

Tabla Nº 03 (m = 3kg; h = 50m; vi = - 5m/s)

Análisis: La presente gráfica de velocidad (m/s), vs tiempo (s), es una

función lineal afín donde la velocidad inicial es de 5 m/s. Esto es producido

por la aceleración del movimiento, equivalente al valor de la gravedad; lo cual

determina la pendiente de la gráfica. El valor de la velocidad al chocar con el

suelo equivale a 31.5 m/s llegando a ser el punto máximo de la gráfica.

Velocidad vs tiempo

35

30

25

20

15

10

5

0

0 0.5 1 1.

Tiempo (s)

2 2.5 3

Velocidad (m/s)