Practica 2 Caida Libre

PRÁCTICA 2

CAIDA LIBRE

Fecha de realización:

Fecha de entrega:

Laboratorio de Cinemática y Dinámica

Facultad de Ingeniería

Universidad Nacional Autónoma De México

Realizado por:

RESUMEN

Se realizaron una serie de pruebas con ayuda de un soporte universal con accesorios, equipo de caída libre, interfaz Science Workshop 750 con accesorios, entre otros utensilios para la obtención de la magnitud de la aceleración gravitatoria a nivel de Ciudad universitaria.

En primera instancia se reviso que los aparatos y el programa Data Studio estuviera conectado perfectamente y todo estuviera listo para utilizar, se fue colocando cada una de las 2 pelotas a diferentes posiciones y se realizo el experimento con una repetición de 5 eventos en cada altura y en cada pelota para poder obtener los datos más exactos, y los datos se fueron obteniendo y mostrando en el monitor de la computadora.

OBJETIVOS

• Determinar la magnitud de la aceleración gravitatoria terrestre a nivel de Ciudad Universitaria.

INTRODUCCIÓN

En la realización de ésta práctica se analizará el movimiento de Caída Libre, que es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, al dejar caer un 2 pelotas con diámetros diferentes a través de la ayuda de un sensor de vuelo, lo cual nos permitirá demostrar que su velocidad es creciente al mismo tiempo que su altura va disminuyendo.

MARCO TEORICO

CAIDA LIBRE

Caida Libre

Movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio.

En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y")

Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre puede considerarse inercial o no inercial en función del marco teórico que esté utilizándose, el mismo sistema de referencia es inercial, pues aunque está acelerado en el espacio, no está acelerado en el espacio-tiempo.

Caída libre totalmente vertical

El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad creciente (aproximadamente movimiento uniformemente acelerado con aceleración g) (aproximadamente porque la aceleración aumenta cuando el objeto disminuye en altura, en la mayoría de los casos la variación es despreciable). La ecuación de movimiento se puede escribir en términos la altura y:

donde:

, son la aceleración y la velocidad verticales.

, es la fuerza de rozamiento fluidodinámico (que aumenta con la velocidad).

Si, en primera aproximación, se desprecia la fuerza de rozamiento, cosa que puede hacerse para caídas desde pequeñas alturas de cuerpos relativamente compactos, en las que se alcanzan velocidades moderadas, la solución de la ecuación diferencial para las velocidades y la altura vienen dada por:

Donde v0 es la velocidad inicial, para una caída desde el reposo v0 = 0 y h0 es la altura inicial de caída.

Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la gravedad representada por la letra g

Los valores son

g= 9.81 m/s2

g= 981 m/s2

g= 32.16 ft/s2

La caída libre contempla la bajada de los cuerpos

Formulas de la caída libre

Fórmulas

Velocidad inicial: normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un objeto para ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino solo se deja caer la Vo es igual a cero.

Velocidad final: es la velocidad que alcanzara el objeto cuando llega al punto final de la caída.

Tiempo: Es lo que se demora el cuerpo en caer.

Altura: la altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la medida se tomada como punto de refencia la vertical.

Gravedad: Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo.Cualquier cosa que tenga masa también tiene un tirón gravitacional. Entre más masa un objeto tenga, más fuerte es su tirón o jale de atracción gravitacional.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EQUIPOS Y MATERIALES NECESARIOS

• Soporte universal con accesorios

• Equipo de caída libre

• Interfaz Science Workshop 750 con accesorios

• Flexometro

• Pelota y balín

• Sensor de vuelo

• Computadora

• Cronometro digital

PROCEDIMIENTO

1. Verificación.

Con ayuda del profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente.

Instale el arreglo mostrado en la siguiente figura, además de que el conector amarillo del sensor de movimiento debe estar conectado en el canal 1 de la interfaz Science Workshop y el conector negro en el canal 2.

2.- Encienda la computadora y la interfaz, espera a que cargue totalmente el sistema.

3.- de doble clic en el icono Data Studio, se muestra una ventana como la de la figura 2. A continuación haga un clic en Create Experiment mostrando así la ventana de la figura 3

4.- Ahora, dando un clic sobre el canal 1 de la figura de la interfaz se despliega una lista de sensores de la cual se debe seleccionar Photograde haciendo doble clic. Dando un clic sobre el canal 2 de la interfaz y de la lista de sensores mostrada debe seleccionar Time of Flight Accessory

5.- De la ventana Experiment Setup de un clic sobre la ceja setup times mostrando la ventana como la de la figura 6.

Al dar un clic sobre el icono de la fotocompuerta Ch 1, se deberá seleccionar blocked

Al dar un clic sobre el icono del receptor de vuelo se deberá seleccionar la opción On, mostrando así

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