practica de laboratorio n 05

CAIDA LIBRE DE LOS CUERPOS – FISICA I

1 - E.A.P. ING. AGROINDUSTRIAL

PRACTICA DE LABORATORIO N° 05

CAIDA LIBRE DE LOS CUERPOS

I. OBJETIVOS:

Encontrar la relación entre la distancia de caída en función del tiempo empleado.

II. FUNDAMENTO TEORICO:

El ejemplo mas común del movimiento con aceleración (casi) constante es el de un cuerpo que cae hacia la tierra. S i no hay resistencia del aire, se observa que todos los cuerpos , cualesquiera sea su tamaño , su peso o composición , caen con la misma aceleración en la aceleración permanece constante durante la caída.El movimiento ideal en el que se desprecia tanto la resistencia como el pequeño cambio de la aceleración con la altura se llama CAIDA LIBRE.

La aceleración de un cuerpo que cae libremente, se llama aceleración debida de la gravedad y se le denota con el símbolo g . Cerca de la superficie de la tierra , su magnitud es aproximadamente de 9.8 m/s2 , y esta dirigido hacia el centro de la tierra .Para nuestra experiencia tenemos las siguientes condiciones iniciales : h0 = 0 ; t0 = 0 y v0 = 0 y las ecuaciones cinemáticas que gobiernan el movimiento del objeto que caen son :

h = 12 gt2 ……………………. (1)

v = g t ………………………….(2)

Ecuación de la caída libre:Recuerda las ecuaciones generales del movimiento:



e = v0. t + ½ a. t2

vf = v0 + a. t

Podemos adaptar estas ecuaciones para el movimiento de caída libre. Si suponemos que dejamos caer un cuerpo (en lugar de lanzarlo), entonces su velocidad inicial será cero y por tanto el primer sumando de cada una de las ecuaciones anteriores también será cero, y podemos eliminarlos:

e = ½ a. t2

vf = a. t

Por otro lado, en una caída libre la posición que ocupa el cuerpo en un instante es precisamente su altura h en ese momento. Como hemos quedado en llamar g a la aceleración que experimenta un cuerpo en caída libre, podemos expresar las ecuaciones así:

h = ½ .g. t2

vf = g. t

Movimiento de subida o de tiro vertical:

Al igual que la caída libre ,este es un movimiento uniformemente acelerado. Tal como la caída libre, es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad (g), sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. A diferencia de la caída libre, que opera solo de bajada, el tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos u objetos y posee las siguientes características:



La velocidad inicial siempre es diferente a cero.

Mientras el objeto sube, el signo de su velocidad (V) es positivo.

Su velocidad es cero cuando el objeto alcanza su altura máxima.

Cuando comienza a descender, su velocidad será negativa.

Si el objeto tarda, por ejemplo, 2 s en alcanzar su altura máxima, tardará 2 s en regresar a la posición original, por lo tanto el tiempo que permaneció en el aire el objeto es 4 s.

Para la misma posición del lanzamiento la velocidad de subida es igual a la velocidad de bajada . Para resolver problemas con movimiento de subida o tiro vertical utilizamos las siguientes fórmulas:

III. PARTE EXPERIMENTAL

III.1 EQUIPO

Un reloj eléctrico Una bobina y una bolita de acero Una fuente de 4 V Una varilla, una placa de contacto y cables de conexión Una regla milimetrada



Figura n° 01 EQUIPO DE CAIDA LIBRE



III.2 PROCEDIMIENTO:

Se instala el equipo tal como se muestra la figura n°1 donde las bobinas y la placa de contacto estan sujetas a la varilla.

Las conexiones de los cables se de acuerdo al siguiente codigo : los rotulados con la letra R van alas entradas del reloj ; los K a la placa de contacto ; los H a la bobina y los dos restantes a la fuente de 4V.

Luego se enciende la fuente y se suspende la bolita de acero mediante la bobina . Se acciona el reloj presionando ligera y rapidamente el interruptor del reloj , tomandose la respectiva lectura del tiempo , repetir esta operación 5 veces para cada altura.

Repetir la operación anterior para 10 altura diferentes y anotarlos en la siguiente tabla.



T(s)

N° h±∆h 1 2 3 4 5 t± St

1 5 0.11 0.12 0.10 0.12 0.12 0.1142 10 0.17 0.15 0.15 0.14 0.15 0.1523 15 0.17 0.17 0.17 0.18 0.17 0.1724 20 0.21 0.21 0.24 0.21 0.24 0.2225 25 0.27 0.24 0.27 0.24 0.24 0.2526 30 0.27 0.27 0.27 0.27 0.24 0.2647 40 0.30 0.30 0.34 0.31 0.30 0.3108 50 0.33 0.34 0.33 0.36 0.33 0.3389 60 0.36 0.36 0.36 0.36 0.37 0.36010 65 0.40 0.39 0.39 0.39 0.40 0.39411 70 0.40 0.40 0.43 0.42 0.40 0.41012 80 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.430

CONCLUSIONES



La Gráfica de caída libre que se presenta, siempre se representa

con una gráfica semi-parabólica.

Al aumentar el intervalo de tiempo se aprecia mejor los puntos de la gráfica.-

Al momento de igualar la ecuación cuadrática con la fórmula de caída libre, la gravedad referencial se va acercando a la gravedad dada. La Caída Libre es un movimiento uniformemente acelerado.-

La aceleración de la caída en el vacío es independiente del peso de los cuerpos.-

Todo cuerpo al caer varía su velocidad. La aceleración será constante ya que esta es, precisamente, la aceleración de la gravedad.

Es importante conocer los aparatos de medición, así como las graduaciones y posibles errores para que en prácticas subsecuentes tengamos en cuenta, qué instrumentos debemos usar en diferentes tipos de mediciones.

Durante la presente práctica se observó que el estado del instrumento de medición también afecta en gran medida a los datos obtenidos.

El tiempo que se demoro en realizar la práctica fue algo breve.

Aplicamos los conocimientos ya aprendidos con anterioridad tanto en la teoría como en la práctica

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