MOVIMIENTO RELATIVO


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[Objetivo]

Determinar la velocidad relativa entre dos móviles y encontrar la velocidad de uno de los móviles respecto de un sistema de referencia fijo en el laboratorio a partir de la velocidad del otro móvil respecto de este sistema de referencia y la velocidad relativa.

[Experimento]

En un riel de aire horizontal, se coloca una pantalla fija en un extremo del riel y dos deslizadores que tengan un movimiento relativo respecto uno del otro. Sobre uno de los deslizadores (deslizador A) se montan, en sus extremos, dos detectores de movimiento o ecosonares y sobre el otro deslizador (deslizador B) una pantalla. El arreglo de los detectores es de tal forma que uno de ellos detecte el movimiento del otro deslizador y el otro detecte el movimiento relativo de la pantalla fija en el riel respecto de este deslizador.

[Procedimiento]

1) Coloca los ecosonares en los extremos del deslizador A con las bocinas de emisión de ultrasonido dirigidas hacia las pantallas montadas en el deslizador (B) y en el riel de aire, las cuales deben encontrarse a los lados del deslizador (A). Ambos ecosonares tienen sus cables de conexión a los CBL y calculadoras, los cuales tienen que colocarse en una armazón que facilite el movimiento de estos cables con el deslizador sin que estorben el movimiento de éste. ¿Qué cambios hay si se coloca un ecosonar sobre el riel de aire que detecte el movimiento del deslizador A, en lugar de colocar ambos ecosonares sobre este deslizador? ¿Qué significa este cambio respecto al sistema de referencia que se usa para describir el movimiento?.
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2) Propón una ecuación de velocidades que exprese la velocidad relativa del deslizador B respecto del deslizador A, en términos de las velocidades de ambos deslizadores respecto del sistema de referencia del laboratorio.
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3) Haz una gráfica desplazamiento contra tiempo, de los movimientos del deslizador B respecto del deslizador A y de éste respecto del sistema de referencia del laboratorio.

4) Haz el experimento de mover el deslizador A alejándose de la pantalla en el riel y del deslizador B acercándose al deslizador A (utiliza elásticos como impulsores de los deslizadores). Obtén la gráfica del movimiento relativo del deslizador B respecto del deslizador A y de la pantalla fija en el riel respecto del A en las calculadoras.

5) Por el método de estimación de parámetros establece en las calculadoras ecuaciones que se ajusten a las curvas experimentales, grafícalas en el cuadro siguiente y compáralas con tus gráficas originales del cuadro anterior.

Ecuación 1:________________________________________________

Ecuación 2:________________________________________________

6) Expresa enseguida, las velocidades de cada movimiento, en términos de su magnitud y dirección:

Velocidad relativa del deslizador B respecto del A:
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Velocidad del deslizador A respecto de la pantalla fija: ________________________________________________________________________

7) Encuentra de los datos de velocidades, la velocidad del deslizador B respecto del sistema del laboratorio.
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8) Repite el movimiento, pero ahora con el ecosonar fijo en el riel de aire y detectando el movimiento del deslizador B. Expresa esta velocidad en términos vectoriales. ¿Coincide (dentro del error experimental) la velocidad medida del deslizador B con la calculada en el inciso anterior?. Explica tu respuesta. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

9) Repite el experimento, pero con un ecosonar fijo en el riel de aire. Explica los cambios ocurridos respecto del experimento del inciso (4). ¿Por qué no se hizo de esta forma el experimento? ¿Cuál es la razón conceptual que diferencia claramente estos dos casos? _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

10) Da una conclusión acerca del movimiento estudiado. _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________

[Comentarios]

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[Material realizado por]

Alejandro González y Hernández.

Departamento de Física. Facultad de Ciencias
Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

Ciudad Universitaria, 04510.
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e-mail: Alejandro González y Hernández
Fax: (5) 616-0326

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