Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

TITULO:

ACELERACION EN CAIDA LIBRE

OBJETIVOS

Medir la aceleración de un objeto en caída libre con la ayuda de un péndulo.

Equipo/materiales necesarios

Aparato para caída libre de árbor scientific Co. O regla de 1 m con dos armellas en uno de sus extremos.

Espiga de madera de 7.5 cm (3 pulgadas) de longitud y 1.8 cm (3/4 de pulgada) de diámetro, con dos clavos

Soporte universal

Abrazadera de condensador

Tornillo de sujeción

Cronometro

Esfera de acero o latón perforada

Cordel

Cinta adhesiva

Papel carbón

Papel blanco

MARCO TEORICO

Medir la aceleración g de la caída libre no es tan sencillo. Galileo tuvo grandes dificultades en sus intentos por medir g porque carecía de instrumentos eficaces para medir el tiempo, y el movimiento ere demasiado rápido. Sus mediciones las realizo en plenos inclinados pues así logro retardar el movimiento.

Galileo habría apreciado la técnica que usaras en esta práctica. El fue el primero en observar que el tiempo que tarda un péndulo en oscilar hacia un lado y otro depende solamente de la longitud del péndulo (siempre que el Angulo de oscilación no sea muy grande). El tiempo que tarda el péndulo en completar su viaje de ida y vuelta, en una oscilación, se llama periodo. ¿Cuánto tarda un péndulo en oscilar desde su posición más baja hasta su Angulo de máxima deflexión? La respuesta es: un cuarto de periodo. Si el periodo se conoce, puede usarse como unidad de tiempo. si se deja caer un objeto en caída libre, al mismo tiempo que se suelta un péndulo desde su posición más alta, se pueden comparar sus tiempos.

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

Procedimiento

Paso 1: Monta un péndulo formado con la regla de un metro, como muestra la figura A, uniendo

la espiga provista de clavos al soporte con una abrazadera. Cuelga la regla del más bajo de los dos clavos de la espiga de madera.

Paso 2: Aleja la parte inferior de la regla 20 cm de la vertical. Con un cronometro, mide y anota el tiempo que tarda la regla en oscilar 10 veces (una oscilación incluye la ida y la vuelta).

Tiempo para 10 oscilaciones completas= ____________________________ Calcula el periodo de la reglade1 metro. Muestra tus cálculos y anota el periodo.

Periodo=_____________________________ Paso 3: Con un cordel de 210 cm de longitud ata un extremo a la parte inferior de la regla de 1

m y el otro a la esfera perforada de acero o de latón. Haz que el cordel se deslice sobre el clavo superior de la espiga., como muestra la figura B. Paso 4: Tira de la esfera hacia arriba hasta que toque apenas la marca de 0 cm de la regla (ve

la figura c). Revisa la alineación del aparato, bajando lentamente la esfera a lo largo de la regla. La esfera apenas debe rosar la regla durante toda su caída.

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero Paso 5: Sostén el cordel con el centro de la esfera en la marca de 0 cm de la regla y la parte

inferior de la regla desplazada 20 cm de la vertical (ve la figura c). Con el aparato en esta posición, suelta la cuerda para que al mismo tiempo se suelte la esfera y la regla empiece a oscilar. En el instante en que la regla alcance su posición vertical, la esfera y la regla chocaran (fig. D ). El intervalo entre el momento en que soltaste el cordel y el momento de la colisión equivale exactamente a un cuarto del periodo de la regla de 1 m. La distancia que la esfera cae se mide desde la parte superior de la regla hasta el punto de colisión. Haz un intento en plan de ensayo para determinar el punto aproximado de la colisión de la esfera y la regla. En ese lugar, adhiere una tira de papel blanco a la regla y cúbrelo con una tira de papel carbón, colocando el lado del carbón contra el papel blanco. Cuando el experimento se repita, la esfera dejara una marca sobre el papel blanco, en el punto donde choco con la regla. Así se puede hacer una medición más exacta.

Paso 6: Con el papel carbón adherido a la regla, haz ter intentos. Desprende el papel carbón y

mide las distancias desde la marca de 0 cm de la regla hasta las marcas que dejo la esfera sobre el papel blanco. Anota las distancias en la tabla de datos A.

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

Tabla de datos A

1. Cuando la esfera y la regla chocan, la marca que queda en el papel blanco es una línea

vertical de 0.5 cm de longitud aproximadamente, en lugar de un punto. para medir la distancia de caída de la esfera ¿se debe medir hasta la parte superior, la parte media o la inferior de esta línea?

Paso 7: La ecuación de la distancia d recorrida por un objeto que parte del reposo y está sujeto a la aceleración g de la gravedad durante un tiempo t es.

d=1/2 gt2

Cuando se despeja g, queda

g=2d/t2

Calcula la aceleración de la gravedad a partir de tres intentos y anótala en la tabla de datos A. Anota el valor promedio que calcules para g. Análisis

2. ¿Qué efecto tiene sobre tu valor de g la fricción del cordel contra el soporte superior.

Universidad del Tolima

Licenciatura en Educación Básica con énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio de Fuerza - Práctica de Laboratorio

Jorge Enrique Pinzón Quintero

3. ¿ Por qué el valor de la resistencia del aire sobre la regla no afecta tu valor de g’