Unadm

Actividad 2 practica 3

Unidad 2

Física

Joel Guerrero Vargas

INTRODUCCION:

Un movimiento circular es aquel en que la unión de las sucesivas posiciones de un cuerpo a lo largo del tiempo (trayectoria) genera una curva en la que todos sus puntos se encuentran a la misma distancia R de un mismo punto llamado centro.

El movimiento circunferencial mantiene constante el módulo de la velocidad, no así su dirección ni su sentido. De hecho, para que el móvil pueda describir una curva, debe cambiar en todo instante la dirección y el sentido de su velocidad. Bajo este concepto, siempre existe aceleración en un movimiento circunferencial, pues siempre cambia la velocidad en el tiempo, lo que no debemos confundir, es que si un movimiento circular es uniforme es porque su “rapidez” es constante.

El objetivo de esta práctica es poder observar este comportamiento de manera real con la ayuda del software tracker para análisis de movimientos apoyados en el video.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

Se procede se abre el programe tracker y se importa el video posteriormente a se calcula la cantidad de tiempo requerido del fotograma y el inicio de y fin delos videos quedando en 151 al 731. Posteriormente insertamos nuestro eje de coordenadas que debe de posicionarse en el centro de vías del tren.

Se procede a establecer la distancia dando un clic en el icono de herramientas de calibración y se establece en metros la distancia aprovechando la regla de la imagen 0.2 m. en la imagen también se pueden observar ya la colocación de los ejes coordenados, apoyados en la herramienta de ejes coordenados.

BUSCAR LA TRAYECTORIA

La ruta es la siguiente trayectoria-nuevo-masa puntual paso a seguir se cambia en nombre de masa a nombre de tren.posteriormente se usa el ikono trayectoria automatica.

Se define el patron de pixeles escogemos la chimenea del tren, y presionando control + shif el cursor cambia de forma circular y lo posicionamos en el centro de la chimenea.posteriormente se define el area se selleciona todo el video para que el programa tracker trace el movimiento del tren se da clic en el boton buscar y automaticamente lo trasara,el programa busca los patrones de pixeles.Despues ya se puede realizar las actividades de nuestra practica

VALORES DE LAS POSICIONES EN x Y y

En la parte inferior sección de datos nos da el desplazamiento del tren, con la coordenadas x , y copiamos se da clic derecho copiar datos seleccionados y precisión total.

TRENT x Y0 23.304 0.024

0.667 23.285 0.4391.335 23.318 0.9972.002 23.28 1.4312.669 23.121 1.8043.337 20.489 10.4434.004 14 17.3734.671 4.795 21.0825.339 -5.306 20.876.006 -16.596 16.2326.673 -20.936 10.6427.341 -23.76 2.4638.008 -22.344 -6.5398.675 -16.922 -14.105

9.343 -8.139 -18.93210.01 1.755 -19.711

10.677 11.887 -17.24511.345 19.055 -11.2212.012 22.845 -2.812.679 22.254 6.04113.347 17.861 14.06114.014 9.64 19.56114.681 -0.062 21.30615.349 -10.21 19.47316.016 -18.073 14.10416.683 -22.913 6.3417.351 -23.587 -2.77618.018 -19.68 -11.2118.685 -12.203 -17.35

GRAFICA DE VALORES DE LAS POSICIONES (Y ) CONTRA (X) PARA DAR LA TRAYECTORIA AL CUERPO

Para extraer la gráfica basta posicionarnos en la sección de graficas seleccionamos y con respecto a x, nos da como resultado una gráfica circular como se muestra a continuación.

GRAFICA DE LAS POSICIONES EN x , y CONTRA EL TIEMPO SERA SINUSOIDAL, CON AMPLITUD IGUAL AL RADIO DE LA TRAYECTORIA.

Nuevamente se posiciona en sección de gráficas se selecciona desplazamiento en (x) con respecto en (y) y posteriormente se grafica (y) con respecto al tiempo representando la gráfica siguiente como la mostrada a continuación.

CALCULAR LAS VELOCIDADES EN x , y

GRAFICA DE VELOCIDAD EN x

GRAFICA DE VELOCIDAD EN y

CALCULAR Y GRAFICAR LOS VALORES PARA LA ACELERACION FINAL.

OBTENER EL RADIO DE LA TRAYECTORIA APLICANDO EL TEOREMA DE PITAGORAS A LOS VALORES DE LAS POSICIONES EN x , y

Se calcula por medio del programa con la siguiente ruta TRAYECTORIA-NUEVO-HERRAMIENTAS DE MEDIDA Y SE ELIGE CINTA METRICA. Nos arroja una cinta métrica la cual se posiciona en el extremo de los ejes de las coordenadas y la otra punta en el centro de la chimenea del tren y nos da el radio que es de 21.10.

Otra manera de obtener el radio es en la parte inferior derecha se encuentra el icono de datos se da clic y muestra una ventana donde hay que seleccionar la letra (r) de radio y nos arroja automáticamente los valores de los radios en la parte inferior izquierda.

USA LA FUNCION TANGENTE INVERSA PARA OBTENER LOS DATOS DEL MOVIMIENTO ROTACIONAL, GRAFICA EL ANGULO CONTRA EL TIEMPO Y DE LA PENDIENTE OBTEN LA VELOCIDAD ROTACIONAL DEL TREN.

Este programa también nos proporciona el dato del movimiento rotacional dando clic en velocidad angular, como lo muestra la siguiente imagen.

SI EL PUNTO MARCADO SOBRE EL TREN FUERA UN SATELITE ARTIFICIAL GEOESTACIONARIO Y EL CENTRO DEL CIRCULO DE LA TIERRA. INDICA EL RADIO DEL LA TRAYECTORIA, EL PERIODO DEL MOVIMIENTO, LA VELOCIDAD LINEAL, LA ACELERACION LINEAL, LA ACELERACION CENTRIPETA Y LA VELOCIDAD ROTACIONAL DEL SATELITE.

Se cambia el nombre y le ponemos satélite, se cambia el color de la trayectoria a color amarillo, se da doble clic ala gráfica y despliega la ventana de herramienta de datos, luego se da clic en ajustes se selecciona grafica de sinodal

Nos muestra el coeficiente de correlación Rsquard

Los valores en y se ajustan los valores para que nuestro modelo matemático concuerde con el del tren luego se da play para verificar como quedo nuestro modelo matemático.

Tenemos nuestro modelo como lo muestra la siguiente imagen

Utilizando la fórmula para conocer la velocidad:

= = m/seg

SATELITE GEOESTACIONARIO:

T=24 hrs. = 86400 segundos La velocidad angular  o rotacional es ω= 2π/TPor lo tanto la velocidad angular para este ejemplo es ω= 2π/ 86400ω= 7.27x10-5radianes/segundo  Por los que podemos considerarlo como el radioVelocidad tangencialVt=r* ω Vt= 35 800 *7.27x10-5

Vt= 2.60266 km/s

Aceleración centrípetaAc= Vt2/rAc= (2.60266)2/35800Ac= 0.00018932 km/s2

Análisis de datosLos datos obtenidos nos muestran como es el comportamiento de un cuerpo al girar en una circunferencia y las diferentes velocidades que puede sufrir durante su desplazamiento, en este caso el tren, lo podemos ver como un satélite que gira alrededor de la tierra, algunos de los datos obtenidos fueron: la variación con respecto al tiempo y la variación de la velocidad lineal varía según el ángulo de la trayectoria.

ResultadosEn cuanto a los resultados se obtuvieron datos importantes acerca del desplazamiento como son: 9.6, radio igual a 20cm. También se observa el comportamiento en la gráfica en la que se observa que no es constante.

Cabe aclarar que los radios no son constante debido a que el tren hace un vaivén al momento de desplazarse y además que los rieles no son un circulo perfecto.

ConclusionesEsta práctica nos permitió observar un tren cuya función es la de demostrar el comportamiento de un cuerpo al girar en una circunferencia, así como calcular otra velocidades que nos permitieron observar e imaginar cómo es el comportamiento de un cuerpo al girar alrededor de una circunferencia, la rapidez con la que lo hace y si es uniforme este desplazamiento o no lo es.

El conocimiento del movimiento circular nos permite, desarrollar tecnología, relacionado con maquinaria para la industria, comunicaciones, transporte etc. como ya se observó en el ejemplo, con los satélites geoestacionarios. Y la herramienta tracker nos pude servir como un simulador (modelo) para observar mejor el comportamiento y estudio de este y otro tipo de movimiento cambiando las variables sin que esto no ocasione gastos por pruebas de operación, esto último muy aplicable al diseño de máquinas.