Determinación de la aceleración gravitacional con la torre de caída libre Leybold

Determinación de la aceleración gravitacional con la torre de caída libre Leybold

Luna J., Macías J., Mattos F., Orozco D. & Zuleta S.

Profesor: Ismael Piñeres Ariza. 14-09-2018

Laboratorio de Física Experimental I, Universidad Del Atlántico, Barranquilla

Resumen

Un método para Hallar la relación entre la altura y el tiempo de caída y medir la aceleración gravitacional es usando una torre de caída libre Leybold con electroimán de retención y placa de interrupción, el cual cuenta con un contador digital de tiempo y las marcas de altura. Con estos instrumentos y con los datos obtenidos, ya podemos hacer un análisis y un cálculo de resultados experimentales para medir la aceleración gravitacional.

Palabras claves

Gravedad, altura-tiempo, caída libre, experimental

Abstract

A method to find the relationship between the height and the time of fall and measure the gravitational acceleration is using a Leybold free fall tower with retention electromagnet and interruption plate, which has a digital time counter and height marks . With these instruments and with the data obtained, we can now perform an analysis and calculation of experimental results to measure gravitational acceleration.

Key words

Gravity, height-time comparison, free fall, experimental

1.  Introducción

El ejemplo más común de un cuerpo con aceleración casi constante es el de un cuerpo que cae en dirección a la Tierra. Se ha descubierto que en ausencia de la resistencia del aire, todos los cuerpos, independientemente de su tamaño o peso, caen con la misma aceleración en un mismo punto de la superficie terrestre; y si la distancia recorrida es pequeña comparada con el radio de la Tierra, la aceleración permanece constante durante la caída. Si se desprecia la resistencia del aire y la disminución de la aceleración con la altura, se tiene un movimiento idealizado llamado caída libre.

2.  Fundamentos Teóricos

En el movimiento de caída libre, el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y"). En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad.

La gravedad se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos en su caída libre. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s, en promedio.

El movimiento de caída libre es un movimiento uniformemente acelerado y viene dado por la siguiente formula:

[pic 2]  [pic 3][pic 4] ,[pic 5][pic 6]

Entonces:

[pic 7]

Para hallar velocidad:

[pic 8]

Para hallar la variación del tiempo:

[pic 9]

Para hallar la variación de la gravedad:

[pic 10][pic 11][pic 12]

Para hallar porcentaje de error:

[pic 13]

3.  Desarrollo experimental

Se hace el montaje experimental para determina la relación entre la altura y el tiempo de caída y medir la aceleración gravitacional usando la torre de caída libre Leybold.

Se eleva el electroimán de retención hasta una altura determinada y se le coloca el balín. Se configura el contador digital de tiempo para que tome valores desde 0,00ms. La medición electrónica del tiempo se inicia tan pronto como el balín es liberado al detener la corriente del electroimán presionando el interruptor de pulso. Después de recorrer una altura h, el balín cae sobre la placa de interrupción y detiene la medición en el tiempo t.

Las mediciones para las diferentes alturas se grafican como pares de valores en un diagrama recorrido – tiempo.  Este procedimiento se repite tres veces por altura, para disminuir el error. El experimento se realiza tomando 5 alturas.

[pic 28]

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