Caída Libre

Objetivo:

Obtener experimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad, g.

Hipótesis:

¿Cuál de los 3 métodos será el mejor para determinar el valor de g?

El valor de la gravedad es igual a 9.78 m/s2.

Resumen

En esta práctica utilizamos 3 experimentos diferentes para poder determinar la aceleración de la gravedad. Los experimentos utilizados fueron Caída Libre, Péndulo y Tiro Parabólico; tanto los resultados obtenidos en cada experimento como el procedimiento fueron comparados entre sí para determinar cuál es el más confiable.

Introducción

Caída Libre

El movimiento de los cuerpos en caída libre (por la acción de su propio peso) es una forma de rectilíneo uniformemente acelerado.

La distancia recorrida (d) se mide sobre la vertical y corresponde, por tanto, a una altura que se representa por la letra h.

La presencia de aire frena ese movimiento de caída y la aceleración pasa a depender entonces de la forma del cuerpo. No obstante, para cuerpos aproximadamente esféricos, la influencia del medio sobre el movimiento puede despreciarse y tratarse, en una primera aproximación, como si fuera de caída libre. La aceleración en los movimientos de caída libre, conocida como aceleración de la gravedad, se representa por la letra g y toma un valor aproximado de 9,81 m/s2 (algunos usan solo el valor 9,8 o redondean en 10).

Si el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor de g resulta positivo como corresponde a una auténtica aceleración. Si, por el contrario, es de ascenso en vertical el valor de g se considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento decelerado.

Para resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes fórmulas:

Recuerda que cuando se informa que “Un objeto se deja caer” la velocidad inicial será siempre igual a cero (v0 = 0). En cambio, cuando se informa que “un objeto se lanza” la velocidad inicial será siempre diferente a cero (vo ≠ 0).

Péndulo

Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable.

Si la partícula se desplaza a una posición 0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.

El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal.

Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos

el peso mg

La tensión T del hilo

Cuando el ángulo  es pequeño entonces, sen   , el péndulo describe oscilaciones armónicas cuya ecuación es  =0•sen( t+ ) de frecuencia angular 2=g/l, o de periodo

Tiro parabólico

Supongamos que se dispara un proyectil, con velocidad inicial v0, desde una altura h, formando un ángulo q con la horizontal. Se pretende calcular la máxima altura alcanzada y la distancia horizontal recorrida.

Como suposiciones simplificadoras se despreciará el rozamiento del aire y se considerará que la aceleración de la gravedad es constante durante el vuelo del proyectil.

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