Caida Libre

LABORATORIO DE FISICA

Departamento de biología

Universidad de Sucre, Sincelejo

23/04/2013

Resumen

Durante este experimento se analizó el movimiento de un cuerpo en caída libre. Para esto se dejó caer una pesa (con masa de 1kg), la cual estaba sujetada en el centro con cinta de enmascarar, y en el extremo donde terminaba la cinta se le añadió 1m de papel registrador de marcas. Finalmente se llevó al registrador de marcas, para así registrar el tiempo que tardaba en caer la pesa.

1. INTRODUCCION

La caída libre de los cuerpos es el movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitacional en la Tierra, tienen la dirección espacio-centro de la Tierra y el sentido es hacia el centro de la Tierra por efectos de la fuerza más poderosa del Universo, la Gravedad.

La caída libre de los cuerpos a la Tierra es de movimiento uniformemente variado; hacia abajo es acelerado y hacia arriba es desacelerado. Hacia abajo, aumenta la velocidad en un período constante de tiempo; a esto se le llama aceleración. Se pueden obtener cada una de sus propiedades; velocidad, tiempo y espacio, con ecuaciones.

Entre dos puntos de caída libre, la velocidad final es:

Vf = Vo (mas ó menos) a Vo = velocidad inicial; a = aceleración de la gravedad; t = tiempo.

2.0 OBJETIVOS

2.1 Compare el tiempo empleado por cuerpos en caer a una altura determinada.

2.2 Comprender la importancia del movimiento de caída libre, en cuanto a sus métodos de solución.

2.3 Analizar experimentalmente la relación funcional entre la altura y el tiempo empleado por un cuerpo que cae libremente cerca de la superficie de la tierra.

2.4 Determinar la importancia que juega la gravedad al momento de poner cualquier objeto en caída libre ya que este objeto experimentara cambios en su velocidad y aceleración debido a esta magnitud física.

2.5 Calcular la aceleración de la gravedad teniendo en cuenta los distintos resultados obtenidos en el presente laboratorio.

MARCO TEORICO

Figura 1.graficas de caída libre.

La caída libre de los cuerpos se puede describir como un movimiento vertical de cualquier objeto en movimiento libre, es decir, observamos que el objeto se lanza con una velocidad inicial igual a cero, también podemos determinar que un objeto al caer libremente está sujeto a la influencia única de la gravedad (aceleración de la gravedad), a continuación veremos que el cuerpo del experimento tiene una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en que se encuentre.

El cuerpo en este caso dejado en caída libre aumenta su velocidad hacia abajo en 9,8 m/s2, también podemos decir que la aceleración de la gravedad es la misma para este cuerpo y es independiente de la gravedad. En este experimento no se tendrá en cuenta la resistencia del aire, es decir, si se desprecia la resistencia supondremos que la aceleración en caída libre no varía con la altura y obtendremos que el objeto caiga libremente con aceleración constante.

3. PROCEDIMIENTO

Para comenzar la práctica en el laboratorio fueron suministrados los siguientes materiales los cuales mencionaremos a continuación: Registrador de tiempo, papel registrador de marcas y una pesa. A continuación procedimos a realizar el experimento adhiriendo la pesa con cinta de enmascarar al papel registrador de marcas, donde este contaba con una longitud de 100 cm, el cual sería posicionado en el registrador de tiempo donde este marca 120 puntos en un segundo, para así poder comenzar a realizar dicho experimento.

Después de estar todo en su lugar, procedimos a dejar caer libremente la pesa, mientras esta realizaba su caída, este iba marcando en el registrador de marcas la distancia que recorría en un determinado tiempo. Este anterior procedimiento fue realizado una sola veces debido a la precisión del registrador de marcas. Todos estos resultados fueron necesarios para así poder realizar los distintos puntos los cuales se encuentran a continuación en el presente trabajo.

3. EVALUACION

1. A partir de los datos obtenidos, realice la gráfica h vs t y halle una relación funcional entre la altura y el tiempo de caída de un cuerpo cerca a la superficie terrestre, ¿Qué significado tiene el intercepto con el eje h de la gráfica?

t(s) h (mm)

0 0

0,00833333 9

0,01666667 19

0,02500000 28

0,03333333 37

0,04166667 48

0,05000000 61

0,05833333 74

0,06666667 88

0,07500000 103

0,08333333 119

0,09166667 133

0,10000000 148

0,10833333 165

0,11666667 185

0,12500000 202,5

0,13333333 223

0,14166667 244

0,15000000 264

0,15833333 285

0,16666667 307,5

0,17500000 331

0,18333333 355

0,19166667 380

0,20000000 405

0,20833333 431

0,21666667 456,5

0,22500000 486,5

0,23333333 511,5

0,24166667 542

0,25000000 572

0,25833333 602

A partir de los datos anteriores se procedió a realizar la siguiente gráfica:

Figura 3.1.Grafica de h en función de t

La relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla está dada por la siguiente ecuación:

h = 1/2gt2

Debido a que h (altura) es el espacio recorrido, es decir, a

altura es igual a velocidad inicial por tiempo más aceleración por tiempo al cuadrado dividido dos.

El significado que tiene el intercepto con el eje h de la gráfica esla velocidad adquirida con el tiempo transcurrido y se expresa mediante la siguiente ecuación:

v = gt

2. En la gráfica anterior determine la pendiente m1 para cada valor de t cuales son las unidades? ¿Qué significado físico posee? Registre estos valores en una tabla de datos y trace la gráfica m1 vs t.

Aplicando la fórmula:

m1=(y2-y1)/(x2-x1)=(9mm-0mm)/(0,01s-0s)=1080mm/s

Obtuvimos los siguientes valores en cada punto de la grafica

t (s) h (mm) h (m) m1 (mm/s)

0 0 0 0

0,00833333 9 0,009 1080

0,01666667 19 0,018 1200

0,02500000 28 0,028 1080

0,03333333 37 0,037 1080

0,04166667 48 0,048 1320

0,05000000 61 0,061 1560

0,05833333 74 0,074 1560

...