Previamente a la realización de esta práctica se deberá entregar totalmente resuelto el siguiente cuestionario, aplicando los conceptos teóricos expuestos en clase.

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El movimiento de traslación de un cuerpo rígido, consiste en que el cuerpo va trazando una trayectoria rectilínea, y dos puntos cualesquiera A y B del cuerpo, trazan trayectorias rectilíneas paralelas satisfaciendo que:

vA = vB; y que aA = aB.

Ejemplos de este tipo de movimiento son: el movimiento de un automóvil o bicicleta en una trayectoria rectilínea, el pistón de un motor de combustión interna en su movimiento de vaivén dentro de su cilindro.

Para mostrar el concepto de representación en el plano de un cuerpo rígido en movimiento de traslación, considérese que un bloque de largo L, ancho E y altura H se encuentra en el primer octante de un sistema de referencia cartesiano, uno de sus vértices coincide con el origen y la arista de la base del bloque coincide con el eje X. Se observa que el bloque inicia su movimiento en trayectoria rectilínea horizontal permaneciendo siempre la cara lateral del bloque paralela al plano X –Y.

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Figura 1. Movimiento de traslación de un bloque sobre el plano horizontal x – z.

Análisis cinemática

El plano que representa la cara lateral ABCD del bloque permanece siempre paralela al plano x - y, posee la misma velocidad que la del plano EFGH, que representa a la otra cara longitudinal lateral del bloque. La velocidad de dos puntos cualesquiera de un plano paralelo al plano ABCD es la misma y sus trayectorias son paralelas. Se puede inferir que, el comportamiento cinemático de cualquier plano paralelo al plano ABCD, es igual en ambos; implicando con ello que el movimiento del bloque se puede representar en un plano.

En el análisis cinemático de un cuerpo rígido en movimiento de traslación en trayectoria rectilínea, que se puede representar en el plano, al aplicarse el concepto de la posición relativa de dos puntos A y B, se obtiene que:

xA = xB + xA/B

Derivando la ecuación de posición se obtiene la siguiente ecuación de velocidad.

vA = vB + vA/B = vB + 0.

El término vA/B, es cero porque, el movimiento de traslación implica que la velocidad angular es nula; y por ende: aA = aB. De este breve análisis se puede concluir que el análisis cinemático de un cuerpo rígido en movimiento de traslación en trayectoria rectilínea se debe practicar como si éste fuera una partícula.

CARACTERISTICAS DEL M.R.U

Es parte de la cinemática rectilínea que estudia el movimiento de una partícula en línea recta y se caracteriza por especificar, en un momento determinado, la posición, velocidad y aceleración de la partícula

- Velocidad: Hablando del M.R.U. la característica hablando de velocidad se considera que esta es constante.

- Trayectoria: La trayectoria es la distancia que ha recorrido la partícula en un lapso de tiempo, la cual es posible medirla a través de las posiciones en los intervalos de tiempo.

- Desplazamiento: El desplazamiento de la partícula se define como cambio en la posición. Debido a que el desplazamiento de una partícula es una cantidad vectorial, deberá distinguirse de la distancia que recorre la partícula.

- Aceleración: La aceleración se define como el cambio de velocidades que sufre la partícula con respecto al tiempo, pero hay que tomar en cuenta que para fines de análisis cuando decimos que la velocidad es constante, la aceleración es cero, aunque en realidad esta última característica no existe.

ECUACIONES GENERALES DEL M.R.U.

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Ejemplo

El movimiento de un cuerpo obedece a la ecuación siguiente: s = - 12 + 5 t.

- Indica el tipo de movimiento del cuerpo y haz un esquema de su trayectoria.

- ¿Qué aspecto tendrán las gráficas s/t y v/t?

- ¿Cuánto tiempo tardará en pasar por el origen?

Solución:

El cuerpo se mueve con movimiento rectilíneo y uniforme (m.r.u), ya que la ecuación s/t es del tipo s = s0 + v t , siendo los valores de las constantes, para este caso:

s0 = - 12 m .

El signo menos se debe a que inicialmente se encuentra situado a la izquierda del origen.

v = 5 m/s. El signo positivo nos indica que se mueve hacia la derecha.

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Gráficas:

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Cuando pase por el origen se cumplirá: s = 0. Luego : 0 = - 12 + 5 t ;

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Concluyendo, el movimiento rectilíneo uniforme ocurre cuando un cuerpo se desplaza en línea recta recorriendo distancias iguales en tiempos iguales.

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

ACTIVIDAD I: OBTENCIÓN DEL DESPLAZAMIENTO Y TIEMPO DEL M.R.U.

- Anteriormente esta práctica se realizaba con una pista de carritos, pero ahora se diseñó un dispositivo para realizar dicha práctica.

- Reconocer visualmente dicho dispositivo (siguiente figura).

[pic 11]

- Con el flexómetro señale las divisiones que crea convenientes a lo largo del carril. Haga las marcas con lápiz.

- Crear una pequeña rampa (aproximadamente de 10o para que la pelota, tenga su impulso inicial).

- Observe que su velocidad este lo suficientemente lenta para que pueda medir de una forma más precisa el tiempo de recorrido entre marcas.

- Se tomarán cinco lecturas de tiempos con la misma distancia y se considerara el tiempo promedio como el tiempo del recorrido.

- Llene las tablas 1.1A con sus tres pruebas pertinentes (10o, 12o y 15o, respectivamente).

- Al término