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CINEMÁTICA – CAÍDA LIBRE 2

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Contenido

Introducción ...................................................................................................... 3

Marco Teórico ................................................................................................... 4

Actividades Motivadoras .................................................................................. 5

Materiales .......................................................................................................... 6

Procedimiento ................................................................................................... 7

Análisis de los Resultados ................................................................................. 8

Aplicaciones ...................................................................................................... 9

Enlaces de Apoyo ............................................................................................. 10

Bibliografía ....................................................................................................... 11

Webgrafía ......................................................................................................... 12

CINEMÁTICA GUÍA DE LABORATORIO # 3 – CAÍDA LIBRE

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Introducción

El ejemplo más común de un cuerpo con aceleración casi constante es el de

un cuerpo que cae en dirección a la Tierra. Se ha descubierto que en

ausencia de la resistencia del aire, todos los cuerpos, independientemente

de su tamaño o peso, caen con la misma aceleración en un mismo punto de

la superficie terrestre; y si la distancia recorrida es pequeña comparada con

el radio de la Tierra, la aceleración permanece constante durante la caída. Si

se desprecia la resistencia del aire y la disminución de la aceleración con la

altura, se tiene un movimiento idealizado llamado CAÍDA LIBRE, aunque el

término incluye tanto el movimiento de ascenso como el de descenso

vertical de los cuerpos.

Video 1 – Red Bull Stratos

Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=dYw4meRWGd4

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Marco Teórico

Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la

práctica de laboratorio:

Marco de referencia.

Posición, desplazamiento y trayectoria.

Rapidez media, velocidad media y velocidad instantánea.

Aceleración media y aceleración instantánea.

Ley de gravitación universal.

Video 2 – Ley de la Caída de los Cuerpos

Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=2KaKQgUdMT0

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Actividades Motivadoras

1. Un paracaidista salta de un helicóptero suspendido. Pocos segundos

después, salta otro paracaidista y ambos caen a lo largo de la misma

línea vertical. Si se ignora la resistencia del aire y se asume que ambos

paracaidistas caen con la misma aceleración. ¿La distancia vertical

entre ellos permanece igual durante la caída?

2. En los últimos años, dejarse caer en caída libre se ha convertido para

muchos en una forma de deporte y entretenimiento. Describa tres de

estas actividades y la manera como la ingeniería ha intervenido para

evitar las fuerzas gravitacionales.

Video 3 – Documental de Parques de Atracciones Aterradores

Enlace: https://www.youtube.com/watch?v=AyAxRLKA5g8

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Materiales

Para desarrollar este laboratorio solamente necesitas una computadora con

acceso a internet. Una vez conectado a la web, das clic en el siguiente

enlace:

SIMULADOR

Allí encontrarás un simulador desarrollado por Salvador Hurtado Fernández

y por medio del cual podrás observar de manera didáctica e interactiva el

comportamiento de un cuerpo sometido a Caída Libre.

Figura 1 – Simulador Caída Libre

Derechos de Autor: http://salvadorhurtado.wikispaces.com

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Procedimiento

1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente.

2. Relaciónese con los controles del simulador el cual consiste en dejar

caer un objeto desde lo alto de la torre Eiffel (aproximadamente

300 𝑚).

3. Haga clic en el botón azul para iniciar la caída del objeto.

4. Registre los datos de tiempo obtenidos en los cronómetros para las

diferentes alturas en la Tabla 1.

Tabla 1

Tiempo t (s)

Altura h (m) 0 50 100 150 200 250

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Análisis de los Resultados

1. Con los datos de la tabla y apoyado en Excel realice la gráfica de Altura

contra Tiempo, obtenga la respectiva ecuación que relaciona dichas

variables:

a. ¿Qué tipo de curva se obtuvo?

b. ¿Qué relación existe entre Altura y Tiempo?

2. Según la ecuación obtenida a partir del grafica altura contra tiempo:

a. ¿Qué significado físico tiene la constante obtenida en la

ecuación?

b. ¿Cuáles son sus unidades?

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Aplicaciones

1. El valor teórico de la aceleración de la gravedad de un lugar situado a

una altura H sobre el nivel del mar, está dado por:

𝑔 =9,81

[1 +𝐻

6,37 𝑥 106]2

𝑚

𝑠2

Consulte la altura sobre el nivel del mar y determine el valor teórico de

la aceleración de la gravedad en Neiva. Con los dos valores

encontrados determine el error porcentual asociado y analice las

posibles fuentes de error.

2. Consulte sobre la Ley de Gravitación Universal y con ayuda del valor

experimental de 𝑔 determine un valor experimental para la Constante

de Gravitación Universal. Determine el error porcentual asociado.

3. Una manzana cae de un árbol y llega al suelo en un segundo ¿Cuál es

su rapidez al llegar al suelo? ¿Cuál es su rapidez promedio durante este

segundo? ¿A qué altura se encontraba la manzana antes de caer?

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Enlaces de Apoyo

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Bibliografía

Bauer, W., & Westfall, G. (2014). Física para Ingeniería y Ciencias con Física

Moderna (Segunda ed., Vol. 1). México D.F.: McGraw Hill Education.

M., A., & Finn, E. J. (1995). Física. México D.F.: Addison-Wesley

Iberoamericana.

Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. S. (2001). Física (Cuarta ed., Vol. 1).

México D.F.: Grupo Patria Cultural.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). FÍSICA para ciencias e ingeniería (Novena

ed., Vol. 1). México D.F.: Cengage Learning Editores.

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología (Quinta

ed., Vol. 1). Barcelona: Reverté.

Toledo López, P. H. (2010). Experimentos Virtuales de Física. Bogotá:

Ediciones Fundación Universidad Central.

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2013). Física Universitaria (Décimo Tercera

ed., Vol. 1). México D.F.: Pearson Educación de México.

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Webgrafía

www.fismec/fisica/mru

http://www.fisicaconordenador.com

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/

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Para Reflexionar…

“Una bala de cañón que pesa 100 o 200 libras, o incluso más, no llegará al

suelo ni un palmo más lejos que una bala de Mosquete que pese sólo media

libra, siempre y cuando ambos se dejen caer desde una altura de 200 codos”

GALILEO GALILEI (1564 – 1642). Físico y Astrónomo Italiano.

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