CAIDA LIBRE

CAIDA LIBRE

LIZETH DANIELA RINCON RANGEL 201322348

DORIN ANDREA RODRIGUEZ VARELA 201322502

daniela001122@hotmail.com

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE CIENCIAS

ESCUELA DE FÍSICA

TUNJA BOYACA

2014

INTRODUCCION

En el presente informe se da a conocer el ejercicio experimental y los resultados obtenidos de la práctica de laboratorio. El tema central de este trabajo es caída libre.

Se busca demostrar la caída libre de una esfera, se toma la altura desde donde se dejara caer la esfera y el tiempo en que esta tarda en llegar al suelo, con esto se pretende determinar el valor da la aceleración de la gravedad y demostrar que es M.U.A. posteriormente con los datos tomados en este laboratorio se obtendrá el margen de error porcentual entre la gravedad teórica y la gravedad experimental.  

OBJETIVOS

Determinar la aceleración de la gravedad.

Comprobar que la caída libre de los cuerpos es un M.U.A

Afianzar las técnicas de determinación e interpretación de constantes

MARCO TEÓRICO

Sabemos que si soltamos un martillo y una pluma o hoja de papel desde una misma altura, el martillo alcanzara primero el piso.

Si arrugamos el papel dándole forma de bola se observa que ambos objetos llegaran al piso casi al mismo tiempo. En mecánica, la caída libre es la trayectoria que sigue un cuerpo bajo la acción de un campo gravitatorio exclusivamente. Aunque la definición excluya a la acción de otras fuerzas como la resistencia aerodinámica, es común hablar de caída libre en la situación en la que el peso discurre inmerso en la atmosfera, como por ejemplo si dejamos caer una bala de cañón y una pluma los dos objetos tendrán una aceleración de g independientemente de las masas que estos tengan.

Cuando se emplea el termino objeto en caída libre se incluye tanto el soltar como el lanzar hacia arriba o abajo el objeto. Cualquier objeto que cae libremente tiene una aceleracion de caída libre que se denota con el símbolo g, cuyo valor varia ligeramente con la altura y con la latitud. En la cercanía de la superficie de la tierra el valor el valor g es aproximadamente 9,8 m/s^2. ahora, la causa de esta aceleración fue encontrada por newton, quien estableció en su ley de gravitación universal que las masas e inversamente a su separación al cuadrado. Es la masa de la tierra la que origina esta aceleración de 9.8 en su superficie.

La caída libre es un ejemplo común de movimiento uniformemente acelerado, con una aceleración a – 9.8 m /s^2. El signo menos indica que la aceleración esta dirigida en sentido contrario al eje en dirección vertical ( Eje apuntando verticalmente hacia arriba). Si se escoge e eje vertical en dirección hacia la tierra la aceleración se toma como +9,8 m/ s^2

La ecuación característica es de la forma :

Y=Yo+Voy+1/2 gt^2

Podemos encontrar la caída libre totalmente vertical y la caída libre casi- parabolica

CAIDA LIBRE TOTALMENTE VERTICAL

El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad creciente aproximadamente movimiento uniformemente acelerado con aceleración g, aproximadamente porque la velocidad aumenta cuando el objeto disminuye en altura. La ecuación de movimiento se puede escribir en términos la altura y:

donde:

, son la aceleración y la velocidad verticales.

, es la fuerza de rozamiento fluidodinámico (que aumenta con la velocidad).

se desprecia la fuerza de rozamiento, cosa que puede hacerse para caídas desde pequeñas alturas de cuerpos relativamente compactos, en las que se alcanzan velocidades moderadas, la solución de la ecuación diferencial para las velocidades y la altura vienen dada por:

donde v0 es la velocidad inicial, para una caída desde el reposo v0 = 0 y h0 es la altura inicial de caída.

Para grandes alturas u objetos de gran superficie (una pluma, un paracaídas) es necesario tener en cuenta la resistencia fluidodinámica que suele ser modelizada como una fuerza proporcional a la velocidad, siendo la constante de proporcionalidad el llamado rozamiento aerodinámico kw:

CAIDA LIBRE CASI- PARABOLICA

Cuando un cuerpo cae en caída libre pero no parte del reposo porque tiene una velocidad no nula, entonces la trayectoria de caída no es una recta sino una curva aproximadamente parabólica. La ecuación de la trayectoria en coordenadas cartesianas viene dada por:

Donde x es la coordenada horizontal y el eje y la coordenada vertical

La expresión de la velocidad vertical debe reescribirse en función de la coordenada x teniendo en cuenta que t = x/vx. Pueden distinguirse los siguientes casos:

Para un cuerpo en caída libre sin rozamiento, la trayectoria es exactamente una parábola dada por:

MATERIALES

Montaje

Cronometro

Calculadora programable

PROCEDIMIENTO

Consigne en la tabla de datos los tiempos para cada una de las 8 posiciones de las fotoceldas, para cada posición mínimo tome tres tiempos y promédielos, con estos halle Z.

Z=(X-Xo)/t

Tabla

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