PREREPORTE PRÁCTICA 05: LANZAMIENTO DE UN BALÓN

PREREPORTE

PRÁCTICA 05: LANZAMIENTO DE UN BALÓN

Pineda-Hernández, A. // B75869

aleph1828@hotmail.com

Hernández-Ramírez, J.P. // B73710

juanpa9955@gmail.com

Objetivos

• Obtener datos correspondientes a posición, rapidez y aceleración del movimiento lineal hacia arriba y abajo de un balón.
• Analizar gráficos de posición/tiempo, velocidad/tiempo y aceleración/tiempo.
• Determinar y aplicar la ecuación de ajuste a los gráficos obtenidos.
• Calcular la aceleración media, partiendo del gráfico aceleración/tiempo.

Marco teórico

Para poder comprender la práctica a continuación, se necesita poder comprender algunos conceptos básicos presentes al lanzar un objeto y su consiguiente caída. Con este fin, se definirán algunas nociones básicas pero importantes sobre los objetos en caída libre.

Entre ellos está la aceleración, que según los autores de OpenStax1 es una cantidad vectorial que permite conocer la variación de velocidad entre una unidad tiempo, o sea, que tanto y cómo cambia la velocidad de un objeto en cierto tiempo. Con este dato, se pueden crear gráficos que demuestren los cambios en la aceleración, si hay, de un objeto que está cayendo. También, se puede calcular la magnitud del vector para obtener como resultado la rapidez.

También está el concepto de velocidad, que el libro de OpenStax1 lo define como una cantidad vectorial que representa la distancia recorrida por un objeto por unidad de tiempo. Gracias a este concepto, es posible crear un gráfico que demuestre como aumenta o disminuye la velocidad de un objeto en caída libre con el pasar del tiempo.

Es importante también mencionar el vector de posición, que como el libro OpenStax1 nos indica, es el vector que nos da el posicionamiento de un objeto de acuerdo a un marco referencial. Con esto, se puede concebir un gráfico que represente los cambios de posición de un objeto de acuerdo al transcurso del tiempo.

Equipo y materiales

• Computadora
• Balón de voleibol o básquetbol
• Equipo detector de movimiento
• Canasta de alambre

Procedimiento

1. Conectar y armar el equipo de detector de movimiento y computadora.
2. Colocar, sobre el detector, una canasta de alambre protectora.
3. Abrir el archivo “Lanzamiento de bolas” en el programa Logger Pro.
4. Sostenga el balón a unos 0.5 m sobre el detector.
5. Presione el botón de Collect ►.
6. Al escuchar el sonido del detector, lanzar el balón de forma recta hacia arriba y encima del detector de movimiento, dejándola caer sobre este.
7. Examinar los gráficos obtenidos.
8. Repetir el experimento 6 veces (tratar de obtener curvas suaves). Completar tabla 2.
9. Repetir el experimento otras seis veces, pero con la mitad de movimiento cuando la bola está en caída libre hacia abajo. Completar tablas 3 y 4.

Datos obtenidos

Tabla 1. Datos obtenidos de  [pic 1]

Tabla 2. Valores de gravedad según gráfico velocidad/tiempo

Tabla 3. Datos obtenidos de  cuando hay caída libre hacia abajo[pic 5]

Tabla 4. Valor de la gravedad según gráfico velocidad/tiempo cuando hay caída libre hacia abajo

Procesamiento de los datos

1. Dibuje o imprima los gráficos obtenidos.
2. Identifique el momento en que la bola iba a ser lanzada, pero aun en la mano (velocidad/tiempo y aceleración/tiempo).
3. Identificar la región cuando la bola está en caída libre (señalar según movimiento hacia arriba y abajo).
4. Determinar la posición, rapidez y aceleración en puntos específicos (marcar punto y anotar valor):

1. Velocidad máxima (velocidad/tiempo).
2. Altura máxima (posición/tiempo).
3. Velocidad en punto más alto.
4. Aceleración en punto más alto.

1. Encontrar la posición vertical (y) según la ecuación cuadrática (ajuste a la región de caída libre de la parábola, posición/tiempo):   [pic 9]
2. Gráfico posición/tiempo parabólico: ¿Qué tan cercano se ajusta el coeficiente del término  comparado a ? Anotar en tabla 1.[pic 10][pic 11]
3. Gráfico velocidad/tiempo lineal: ajustar datos (región de caída libre), ¿Qué tan cerca se ajusta el coeficiente de  al valor aceptado para ? Anotar en tabla 1.[pic 12][pic 13]
4. Gráfico aceleración/tiempo constante: arrastrar el puntero a través de sección de caída libre y presionar “Estadística”. ¿Qué tan cerca es el valor de la aceleración media comparado con los valores de  encontrados en los pasos anteriores f y g? Anotar en tabla 1.[pic 14]
5. Enumerar las razones del por qué los valores de aceleración de la bola pueden ser diferentes del valor aceptado para .[pic 15]
6. Para cada repetición, ajuste una línea recta a la sección de caída libre (gráfico velocidad/tiempo) y anote la pendiente de dicha recta.
7. Calcule el valor promedio de las 6 pendientes, para encontrar un valor final a mediciones de .[pic 16]
8. ¿La variación entre las mediciones obtenidas explica alguna diferencia entre estas y el valor aceptado de ?[pic 17]
9. Explique las diferencias entras las 4 tablas, si las hay.

Bibliografía

OpenStax (2012). College Physics. OpenStax. Recuperado el 2 de setiembre de 2017 a las 5:30 en: http://cnx.org/content/col11406/latest.

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