CAIDA LIBRE

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE CHIHUAHUA

FACULTAD DE INGENIERÍA

Ingeniería de Software

LABORATORIO DE FÍSICA

Práctica N° 3. Caída Libre

Luisa Fernanda López Huerta M.- 271669

David Efrén Villa Hernández M.- 271361

Daniel Raúl Mijares Ramírez M.- 271432

José Antonio Sosa Gandarilla M.- 271629

Jonathan Pineda Pérez M.- 271433

Grupo: 1SW1

Equipo N° 4

Introducción.-

Objetivo del Experimento:

Obtener en forma experimental la relación que determina al desplazamiento en función del tiempo de un cuerpo que se mueve en caída libre, y obtener además el valor de la aceleración de la gravedad.

Fundamentos:

Se conoce que todo cuerpo situado sobre la superficie de la tierra experimenta la acción continua de una fuerza constante “su peso”; de no existir obstáculo alguno: Fuerza de rozamiento del aire, presión, o cualquier otra interacción”, dicha acción pondría en movimiento uniformemente acelerado al cuerpo.

Se dice que un cuerpo se mueve en “caída libre”, cuando sobre él actúa únicamente la fuerza de atracción gravitacional; es decir, su propio peso.

Mediciones de espacio y tiempo realizadas con precisión, muestran que la velocidad de los cuerpos en caída libre se incrementa en forma constante; es decir, se mueven con aceleración constante. Esta aceleración se le conoce con el nombre “aceleración de la gravedad”, y se le designa con la letra “g”.

Mediciones en diferentes puntos de la Tierra muestran que g varía de un lugar a otro. Por ejemplo, aumenta con el incremento de la Latitud Geográfica y disminuye al aumentar la altura sobre el nivel del mar. Cuando la distancia recorrida en la caída libre de un cuerpo es pequeña, se puede considerar que durante todo el recorrido la fuerza de atracción gravitacional es constante. Por lo tanto, la aceleración del cuerpo también será constante y por consiguiente, las leyes a que obedece el movimiento en caída libre son las del movimiento uniformemente acelerado.

Todos los cuerpos sin importar la magnitud de su masa, partiendo del reposo y desde una misma altura, alcanzarán el suelo con la misma velocidad y al mismo tiempo. Si la caída es en el aire, sobre el cuerpo actuarán además de la fuerza gravitacional, otras fuerzas como la de rozamiento y la presión. Por lo tanto, este movimiento ya no corresponde al de caída libre.

Puede comprobarse experimentalmente que en el vacío, todos los cuerpos soltados de la misma altura y al mismo tiempo, llegarán al suelo simultáneamente.

Como uno de los objetivos del experimento es hallar la relación espacio-tiempo para un cuerpo que se mueve en caída libre, deberá considerar lo siguiente:

Que el mov. del cuerpo se aproxime lo más posible a una caída libre. Para lograrlo, se recomienda utilizar un objeto denso de forma esférica, con el fin de que la fuerza gravitacional que actúa sobre él, sea mucho más relevante que las fuerzas resultantes de la interacción con el aire.

La altura h desde donde se suelta el cuerpo, debe seleccionarse de tal manera que el cuerpo no alcance su velocidad terminal dentro del intervalo h. Entendiéndose por velocidad terminal, aquella velocidad constante que adquiere el cuerpo, cuando la fuerza de atracción es contrarrestada por las fuerzas que resultan de la interacción con el aire.

Por lo tanto, nosotros esperamos que los resultados dados sean los que deben ser, dándonos la proporción correcta.

Desarrollo.-

Material:

Electromagneto para Caída Libre.

Nueces de Sujeción (2) con Tornillos opresores.

Varilla de acero inoxidable.

Pinza de meza.

Cronómetro Digital FICER.

Interruptor Electrónico.

Balín de acero.

Cinta Métrica.

Procedimiento:

Instale el Sistema de caída libre

Verifique que esté bien instalado el Electromagneto y el interruptor Electrónico, cuidando que el primero se encuentre colocado en la parte superior del soporte Inoxidable, y el segundo en la parte inferior, apretando los tornillos sin ejercer tanta presión porque se puede dañar la rosca de la nuez.

Mida con cuidado el diámetro “d” del balín.

Fije el interruptor Electrónico en la primera distancia seleccionada (H = 1m + d), apretando el tornillo de la nuez con la mano. Asegúrese que la tapa de acero inoxidable quede hacia arriba y que el interruptor quede horizontal. Recuerde que la distancia entre las tapas interiores deberá tomar en cuenta el diámetro del balín.

Encienda el Cronómetro Digital. Elija en su selector de rango de tiempo la escala que corresponde a milésimas de segundo.

Energice el Electromagneto de Sujeción oprimiendo la tecla de “INICIAR” del Cronómetro. Sin dejar de oprimirla, ponga en contacto el balín con el centro del Electromagneto,

Retire la mano del balín; éste deberá quedar sujeto al Electromagneto mientras se mantenga oprimida la tecla.

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