Informe de Caída libre.

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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER

INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA

IDENTIFICACIÓN

PRÁCTICA N: 4[pic 2]

NOMBRE DE LA PRÁCTICA: Caída libre.  

FECHA: septiembre 18 del 2017

INTEGRANTES

NOMBRE: Briham Alexander Blanco Ortega

CÓDIGO: 1.095.822.099

NOMBRE: María Alejandra Calderón Gutierrez

CÓDIGO: 1.098.814.975

NOMBRE: María Camila Delgado Mesa

CÓDIGO: 1.098.711.330

NOMBRE: Karol Sthephany Hernández Buitrago

CÓDIGO: 1.098.812.329

NOMBRE: Gilbert Steven Morales Celis

CÓDIGO: 1.098.711.829

PROGRAMA: Tecnología electromecánica, Tecnología en recursos ambientales,  Tecnología electrónica industrial.

GRUPO: A191

N° GRUPO: 4

DOCENTE: Ferley Sierra Jaimes

RESUMEN

This report presents the results of the practice of free fall by means of a sphere connected to a time-measuring electrical system. We can find the experimental data for each measured variable: height and time, where is the demonstration by means of equations the relationships that make possible the demonstrations of the values ​​of the energies of the system and of the universal constant, gravity. The importance of classical mechanics for important calculations in everyday life was analyzed.

TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS

TABLA 1: Altura y tiempos tomados con su promedio realizados en la práctica.

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GRAFICA 1: Relación de altura vs tiempo.

TABLA 2: Datos de las variables calculadas con los valores experimentales.

EVALUACIÓN Y CALCULOS

1. Calcular el tiempo promedio de las 3 mediciones realizadas en cada altura

Respuesta:

Los resultados de los valores del tiempo promediado los podemos observar en la TABLA 1.

1. Calcular los valores de la gravedad para cada altura. Con estos resultados calcule el valor de la gravedad promedio obtenida en la experiencia.

Respuesta:

Para el cálculo de gravedad partimos de la siguiente formula:

     (1)[pic 5]

Donde decimos que la velocidad inicial es igual a cero (Vo=0) nuestra formula queda:

     (2)[pic 6]

Despejamos la gravedad obtendremos:

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Reemplazamos los valores de cada altura y cada tiempo obtenidos en práctica tendremos la gravedad para cada caso, los cuales podemos observar en la TABLA 2.

El promedio de la gravedad lo encontramos en la TABLA 2.

1. Calcular el porcentaje de error entre la gravedad obtenida experimentalmente y la teórica.  

Repuesta:

Calculamos el porcentaje de error con la siguiente formula:

% de error = [pic 8]

Reemplazamos los valores, donde utilizamos el valor experimental promedio de la gravedad el cual encontramos en la TABLA 2 y el teórico utilizamos 9.8(m/). Donde el resultado es el siguiente:[pic 9]

% de error= 2.8917 %

1. Determinar con el valor de la gravedad promedio experimental, el valor de la velocidad final de caída de la esfera metálica para cada altura realizada.

Respuesta:

Para calcular la velocidad final utilizamos:

      (4)[pic 10]

Reemplazamos el valor de la gravedad experimental promedio el cual encontramos en la TABLA 2 y el tiempo el cual está en la TABLA 1. Los resultados los encontramos en la TABLA 2.

1. Calcular la energía potencial gravitacional inicial y la energía cinética final para cada altura. (use el valor de la gravedad promedio experimental). ¿Qué puede concluir de los resultados de dichas energías?  

Respuesta:

Para calcular la energía potencial gravitacional inicial y la energía cinética final utilizamos las siguientes formulas:

             (5)[pic 11]

          (6)[pic 12]

Reemplazamos valores y los resultados los encontramos en la TABLA 2.

ANÁLISIS DE RESULTADOS Y/O ANÁLISIS DE GRÁFICAS

La caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (M.R.U.A.) en el que se deja caer un cuerpo verticalmente desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su camino. Este movimiento depende principalmente de la gravedad, la altura, la velocidad y el tiempo.  

Las variables de altura y tiempo están relacionadas como se puede ver en la gráfica 1, por una dependencia polinómica de grado 2, esto es demostrado por medio de la ecuación 2; donde, “x” es el valor del tiempo y “y” es el valor de la altura.

La gravedad, como variable principal, es una fuerza que ejerce el centro de la tierra sobre todos los objetos que se encuentran en ella; es un valor constante, sin embargo, puede varias en algunas cifrar dependiendo de dónde nos encontremos en la tierra (más cerca del centro o más lejos). Como se puede ver en la tabla 2, la gravedad tiene valores aproximados para las diferentes alturas; como se dijo anteriormente el error puede deberse a que no es el mismo para todos los lugares de la tierra depende de: la latitud y la altura sobre el nivel del mar. Además, en este movimiento la gravedad es la aceleración del sistema.

En la tabla 2, se observa que los datos experimentales calculados para cada altura el valor de las Energía Cinética y la Energía Potencial es aproximadamente igual. Esto se produce gracias a que la Energía total es igual a la suma de la Energía Cinética y la Potencial, siendo que al estar estática la bola no hay Energía cinética (Vf=0), pero si hay Energía Potencial, y a medida que transcurre el tiempo la Energía Potencial se transforma en Energía Cinética; en el detector no hay altura por consiguiente solo existe Energía Cinética, ya que la bola lleva velocidad. Entonces para cada caso la Energía potencial debe ser igual a la Energía Cinética tomada en su valor máximo en cada una de ellas.

OBSERVACIONES

• Es importante tener en cuenta todas las cifras en cada una de las mediciones experimentales
• El sistema electrónico utilizado debe estar sincronizado para poder obtener datos más exactos y precisos
• El electroimán que sostiene la bola metálica debe estar en línea con el sensor que se encuentra en la base de la estructura para una mejor medición.

CONCLUSIONES

• Se demostró que se puede calcular el valor de la gravedad por medio de la altura en un movimiento como la caída libre
• La energía potencial gravitacional y la energía cinética son las energías totales de un sistema, las cuales no son destruidas a medida que pasa el tiempo, sino transformadas una en la otra.
• La aceleración de un movimiento rectilíneo acelerado, caída libre, es la gravedad con un valor de 9.52632 (m/) experimentalmente.[pic 13]

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. LA BIBLIA DE LA FÍSICA. Equipo editorial Alejandro Romero Chávez. Alfatemática S.A. de C.V. Fecha de consulta: 14/09/2017.
2. Departamento de ciencias básicas UTS, MANUAL DE PRÁCTICAS LABORATORIO DE FÍSICA, 2009, p12-15 p31-35. Fecha de consulta: 15/09/2017.
3. https://www.fisicalab.com/apartado/caida-libre#contenidos. Fecha de consulta: 15/09/2017.
4. http://www.educaplus.org/movi/4_2caidalibre.html.  Fecha de consulta: 15/09/2017.