Reporte 2 FISICA 1

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PRACTICA DE LABORATORIO 2: 
MOVIMIENTO PARABÓLICO
 
DANIELA CAMPO - 2176067
HUBER IVÁN FUENTES - 2170258
DIEGO HERNAN SALCEDO - 2170230
PROFESOR:
GIOVANY MEDINA VARGAS
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
FÍSICA 1
SANTIAGO DE CALI, Agosto 24
2018-03
RESUMEN
En el presente documento se evidencia el reporte correspondiente a la segunda práctica de laboratorio (Movimiento Parabólico), el cual se realizó con el objetivo de obtener experimentalmente la trayectoria del movimiento de un balín disparado desde una rampa y a partir de la misma determinar el ángulo del lanzamiento y su rapidez inicial. Para dar cumplimiento a dicho objetivo en primer instancia se ubicó la pared de impacto del balín (recubierta con papel químico) en diversas posiciones con respecto al eje X, con el fin de determinar sus distancia de impacto en el eje Y, para posteriormente lanzar el proyectil en repetidas ocasiones desde una misma altura, y así determinar incertidumbres, ángulos iniciales, dispersión, entre otros aspectos. Una vez finalizados los lanzamientos se tomaron apuntes en el programa “PASCO CAPSTONE” sobre las distancias recorridas en el eje X y las distancias promediadas en el eje Y, permitiendo la realización de gráficas de posición y ajustes tanto cuadráticos como lineales logrando un análisis más completo. Al terminar los ensayos se procedió al análisis de los resultados, con lo que se concluyó que el movimiento parabólico es un movimiento compuesto por dos movimientos: el M.U.A y el M.R.U, ya que su comportamiento en el eje Y siempre será un movimiento uniformemente acelerado, por la variación en su velocidad, mientras que en su eje X tendrá un movimiento rectilíneo uniforme. Por otro lado, es posible determinar los valores de posición inicial (y0) y ángulo inicial experimentalmente, los cuales se espera que sean 0 pero por diversos factores externos presentan leves variaciones; en adición a esto, gracias a los mismos factores, se observa que al incrementar la distancia incrementa la incertidumbre en la medida obtenida (dispersión).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN 
 
En las gráficas presentadas a continuación es posible observar los resultados del análisis de movimiento mediante una función Y, que relaciona la posición en el eje (X) con la altura promedio en el eje (Y) para cada lanzamiento; además de un segundo análisis Z vs x, que se obtiene algebraicamente dividiendo la función Y entre (X): Z = Y/X; permitiendo realizar ajustes cuadráticos y lineales respectivamente, y a su vez obtener valores específicos de pendiente e intercepto con el eje y, en el caso de la función lineal (Z), y de las constantes A, B y C, en el caso de la función cuadrática (Y).
· GRÁFICA POSICIÓN (X) Y (Y) PROMEDIO.
Al momento de analizar la gráfica se observa que los puntos ubicados en esta tienen un comportamiento cuadrático de acuerdo a la función At2 + Bt + C , la cual se puede comparar con la ecuación del movimiento parabólico (), con lo que se concluye que la constante C corresponde a la siguiente expresión () de la cual se puede obtener la velocidad inicial (V0); la tangente del ángulo inicial (tanΘ0 ) es representada con la constante B y la posición inicial (Y0) se relaciona con a la constante A, la cual gracias a las diversas causas de error no es exactamente 0, a pesar de que ese es el valor esperado acorde a la teoría.
Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente y realizando los cálculos matemáticos respectivos se obtiene que el ángulo inicial es de ( = 0.9796°) y la velocidad inicial tiene un valor aproximado de (V0 = 18.577 m/s). Inicialmente se pretende que el ángulo de lanzamiento sea 0°, la variación presentada se debe a que el dispositivo de medición tiene un margen de error, que aunque no sea muy grande, afecta a los valores analizados.
· GRÁFICA (POSICIÓN (X) Y (Z)).
De acuerdo con la gráfica, los puntos poseen un comportamiento lineal definido por la ecuación y = mx + b, al comparar esta ecuación con la ecuación correspondiente la función Z, obtenida algebraicamente tras la división de la ecuación representativa del Movimiento Parabólico ( ), se puede identificar el valor respectivo de (tanΘ0 ) coincide con el intercepto con el eje y (b) y la expresión () en este caso hace referencia a la pendiente de la recta (m). Este linealización se realiza con el fin de determinar la trayectoria del movimiento del balín y deducir que, observado desde el eje X, se da un M.R.U en todo instante de lanzamiento con una velocidad constante, describiendo un comportamiento lineal.
· TABLAS DE PARÁMETROS 
Los datos obtenidos en las gráficas presentadas anteriormente se resumen en las siguientes tablas, las cuales relacionan cada rango de lanzamiento con sus respectivos valores de posición en el eje X, altura promedio en el eje Y, linealización, e incertidumbre absoluta y relativa de acuerdo a los valores registrados con “CAPSTONE”
Gracias a esta tabla es posible concluir que tanto la distancia recorrida en el eje X como la distancia promedio recorrida en el eje Y tienen una relación directamente proporcional; además es posible inferir que a medida que se incrementa la distancia en el eje X también incrementa la incertidumbre, lo que se encuentra relacionado con la dispersión observada en los distintos lanzamientos del proyectil, debido a las diferentes causas de error y factores externos, como que era imposible liberar el balín de la misma forma dos veces sin tener un mínimo cambio en su velocidad. Por otro lado, se observa que al comparar la incertidumbre relativa con los valores medidos, la variación es casi mínima, por lo que se considera que a pesar de no disponer de condiciones completamente precisas se logró un resultado satisfactorio. 
· CAUSAS DE ERROR
Muchas factores pueden afectar la medición y hacer que tenga incertidumbre, y los defectos en la medición pueden ser visibles o invisibles, pues los procesos de medición reales nunca se realizan en perfectas condiciones y menos en entornos industriales. Podemos distinguir diversas causas de errores:
· Errores asociados con el instrumento de medida utilizado: En primer lugar los instrumentos utilizados eran de baja precisión; pues experimentalmente se comprobó que el ángulo de la rampa al momento de la liberación del balín no es exactamente 0°, por lo que los demás valores se ven afectados; además puede que los rangos para la variación del tablero de impacto no sean precisamente equidistantes, o que la rampa presente fallos por desgaste. Por otra parte, la rampa no poseía un “tope” o borde sobresaliente que permitiera lanzar el balín desde una misma posición inicial en cada tiro.
· Errores debidos al procedimiento de medición: El proceso de medición no era perfecto, principalmente debido a que era imposible repetir las condiciones iniciales de un lanzamiento; a pesar de tomar precauciones como seleccionar una sola persona encargada de los lanzamiento, o tomar un objeto como referencia para lograr una posición inicial similar, no fue posible conseguir una medición exacta, sin embargo las incertidumbres relativas fueron mínimas. 
· Errores debidos a las condiciones del entorno: La presión atmosférica, la humedad, la resistencia del viento, entre muchas otras condiciones pueden afectar la velocidad y trayectoria del balín.
CONCLUSIONES
La realización de este laboratorio permite poner en práctica los conocimientos adquiridos en las clases, aportando en gran medida a la comprensión e interiorización de conceptos. Durante ésta fue posible observar como al liberar un objeto (balín) a través de una rampa adquiere una aceleración, para el momento en el que deja la rampa y procede a la caída se presenta un movimiento semiparabólico con una velocidad y ángulo inicial establecidos, comprobando que los movimientos de esta índole se presentan en dos dimensiones como una combinación de otros dos movimientos: un movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U.), perteneciente al eje X; y un movimientouniformemente acelerado (M. R. U. A.) presentado en el eje Y, cuya aceleración es la gravedad.
Teóricamente el proyectil debe seguir una trayectoria parabólica dada por la ecuación, gracias a lo cual se pudo establecer experimentalmente la velocidad inicial y el ángulo al que es lanzado con las variables recogidas en la práctica. Por otro lado, se comprobó que debido a ciertos factores causales de error, el ángulo inicial no era el esperado (0°), generando variaciones en las otras medidas obtenidas y por ende, un valor de incertidumbre absoluto y relativo; tanto la variación en el ángulo como las incertidumbres fueron mínimas, por lo que se considera que a pesar de los factores externos se llevó a cabo la práctica de forma exitosa.
En adición a esto también se identificó un incremento en la dispersión de los puntos de impacto a medida que incrementaba la distancia en el eje X, demostrando una relación directamente proporcional entre la distancia y la incertidumbre correspondiente a dicha medida, causada principalmente por errores en el procedimiento de medición.
Finalmente, los valores y ecuaciones obtenidos a través de la experimentación son iguales o poseen una amplia similitud con los proporcionados por la teoría, permitiendo identificar con facilidad las distintas relaciones entre los elementos o variables analizadas, además de la comprobación de las condiciones iniciales del movimiento.
BIBLIOGRAFÍA
· La incertidumbre en la medida de una magnitud y el método de Montecarlo:[en línea]. [Consultado: 21 de agosto del 2018]. Disponible en Internet: http://www.tecnicaindustrial.es/TIFrontal/a-4956-la-incertidumbre-medida-magnitud-metodo-montecarlo.aspx	
· Sears-Zemansky. Física-Universitaria 12va Edición Vol1. [en línea]. [Consultado: 17 de agosto del 2018]. Disponible en Internet: http://fis.ucv.cl/docs/fis-133/textos/Fisica-Universitaria-Sears-Zemansky-12va-Edicion-Vol1.pdf