Caida amortiguada

CAIDA AMORTIGUADA

Aparicio Almazan Brenda Gpe., Hilario Hernández Edilberto, Martínez Hernández Aketzali Selene, Rojas Vázquez Rafael Eduardo, Rosas Javier Alison, Vargas Ramírez Viviana Angélica.

Instituto Politécnico Nacional-Escuela Nacional de Ciencias Biologicas-Ingenieria en Sistemas Ambientales- 1AM2

almazanbrendag@gmail.com, eddy_vengeance@hotmail.com, quetzal-asmh@hotmail.com, gala.c.666@hotmail.com, alyzon.28@gmail.com, vivi_gremblin_p@hotmail.com.

RESUMEN

La practica 2 consistió en demostrar las leyes que rigen el movimiento de caída libre, para lo cual utilizamos valores teóricos y determinamos la relación entre tiempo y distancia mediante un experimento donde una esfera cae libremente a alturas variables. El tiempo de caída se determinó mediante medición esto nos permitió obtener valores para graficar y así determinar el tipo de movimiento que se crea cuando un objeto se deja caer en un líquido.

OBJETIVOS        

Determinar la ecuación empírica de un movimiento rectilíneo uniforme de un objeto que cae verticalmente dentro de un líquido en reposo, considerando para esto únicamente la etapa posterior al proceso de aceleración que se presenta al inicio de su movimiento.

Adquirir destrezas al momento de la determinación de intervalos de tiempo

Obtener datos vitales para el desarrollo de la práctica y su funcionamiento.

INTRODUCCION

Caída amortiguada 

Se produce cuando un objeto que cae, por fuerza de la gravedad o de cualquier otra fuerza, se ve frenado(o amortiguado) por una fuerza de algún tipo (de fricción, viscosa...).

Es un experimento que se lleva a cabo para la determinación de velocidad constante y una aceleración nula, a este movimiento también se le conoce como M.R.U (movimiento rectilíneo uniforme), los conceptos que se vieron en esta práctica son los siguientes:

Posición

Lugar de la partícula con respecto a un punto de referencia escogido que podemos considerar como el origen de un sistema de coordenadas.

Desplazamiento

El desplazamiento se refiere a la distancia y la dirección de la posición final respecto a la posición inicial de un objeto. Al igual que la distancia, el desplazamiento es una medida de longitud por lo que el metro es la unidad de medida. Sin embargo, al expresar el desplazamiento se hace en términos de la magnitud con su respectiva unidad de medida y la dirección. El desplazamiento es una cantidad de tipo vectorial. Los vectores se describen a partir de la magnitud y de la dirección.

Matemáticamente, el desplazamiento (Δd) se calcula como: 

df – di = Δd

Distancia

La distancia se refiere a cuanto espacio  recorre un objeto durante su movimiento.  Es la cantidad movida.  También se dice que es la suma de las distancias recorridas.  Por ser una medida de longitud, la distancia se expresa en unidades de metro según el Sistema Internacional de Medidas.

Velocidad

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo. Se representa por [pic 1] o [pic 2]. En análisis dimensional sus dimensiones son [L]/[T].1 2 Su unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el metro por segundo(símbolo m/s).

Rapidez

Es la relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en completarla. Su magnitud se designa como v. La celeridad es una magnitud escalar de dimensión1 2 [L]/[T]. La rapidez tiene la misma dimensión que la velocidad, pero no tiene el carácter vectorial de ésta.

Cuando un cuerpo se mueve en línea recta,   para poder describir el movimiento por una función se debe hacer coincidir la trayectoria del cuerpo con un eje de coordenadas, así es posible conocer la posición en cualquier tiempo y viceversa. Al tener la función posición-tiempo es posible determinar la rapidez de la partícula en cualquier instante o velocidad instantánea.

PLANTEAMIENTO

Un cuerpo que cae verticalmente en un fluido, lo hace con movimiento rectilíneo uniforme una vez superada la etapa de aceleración; y de ser así determinar la ecuación posición-tiempo correspondiente.

METODOLOGIA

En esta práctica se hizo un experimento referente a caída amortiguada donde se tomó el tiempo que tardaba una pelota de ping-pong que era dejada caer a diferentes alturas, con estos datos se hizo una gráfica relacionando el tiempo y la posición y con estos valores se obtuvo la ecuación empírica que nos ayudó a corroborar que caída amortiguada es un M.R.U.

MATERIAL

• Un tubo de vidrio de 2.40 m. de longitud, cerrado por un extremo y marcado cada 15cm.
• Una pelota con una densidad media ligeramente mayor que la del agua (pelota de ping-pong).
• Cronómetros con aproximación de 0.10s.
• Agua para llenar el tubo.
• Manguera de plástico.

PROCEDIMIENTO

[pic 3]

RESULTADOS

En la siguiente tabla se registraron los datos obtenidos en la medición del tiempo de caída de la pelota dentro del tubo con agua

[pic 4]

[pic 5][pic 6]

SUMATORIAS

En la siguiente tabla se registraron valores en base a la gráfica obtenida del experimento (ver Grafica y Tabla1) y solo se tomaron los valores que pasaron sobre la recta. En las columnas 3 y 4 se muestran resultados que nos permitirán calcular mínimos cuadrados y así verificar si nuestra recta fue correcta.  

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