Laboratorio Caida Libre

Universidad Tecnológica del Perú

Facultad de ingeniería electrónica Mecatronica textil eléctrica biomédica

“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”

Práctica de Lab. N°: 01

Tema: Caída Libre

Curso: Laboratorio de Física General

Profesor: Rodríguez Zedano, Carlos Isaac

Integrantes:

Cayo Olazabal, Nícolas Código N°: 1011320

Salvador Dulanto, Alfredo Código N°:

Código N°:

Fecha de realización: 22/ 02 / 13

Fecha de entrega: 26 / 02 / 13

Ciclo: Il

Lima Perú 2013

INTRODUCCION

El estudio del comportamiento de los objetos físicos en caída libre es un tema interesante.

Su historia, sus leyes fundamentales, sus ecuaciones principales constituyen un aporte valioso en la Física por la característica de movimiento ideal y de notable practicidad que se manifiesta continuamente en el espacio y el tiempo.

El término caída libre es una expresión aplicado tanto a los cuerpos que ascienden como a los que descienden. La caída libre es un movimiento de aceleración constante.

Y en el siguiente experimento analizaremos la caída de un objeto en intervalos de tiempo y apreciar que en cada intervalo de tiempo la velocidad y la altura recorrida se incrementa pero la aceleración de la gravedad es constante.

Las condiciones iniciales del movimiento en caída libre, no alteran el tipo de movimiento; esto significa que si el objeto tiene una velocidad inicial hacia arriba o hacia abajo esto no cambia su condición de movimiento en caída libre.

OBJETIVOS:

1. Estudiar el movimiento de un objeto en caída libre utilizando sensores de movimientos

2. Determinar el valor de la aceleración de la gravedad, como también el porcentaje de error absoluto y error porcentual.

3. Analizar el movimiento del objeto o cuerpo con el programa software logger pro, que determina la altura, velocidad en diferentes tiempos.

4. Analizar e interpretar los gráficos obtenidos en el software logger pro (posición vs tiempo y velocidad vs tiempo)

5. El alumno estudiará el movimiento de un objeto en caída libre. Determinar el valor de la aceleración de la gravedad.

MATERIALES:

• Un sensor de movimiento Vernier ( lab pro)

• Una interface Vernier ( Vernier #3, 6V – 2.5A )

• Una pelota o cuerpo esférico

• Un soporte universal

• Una varilla de 30 cm

• Dos nueces simples

• Cable de datos USB

• Una pc con el programa o software logger pro

Fundamento Teórico

Caída libre, en Física, es el movimiento determinado exclusivamente por fuerzas gravitatorias, que adquieren los cuerpos al caer, partiendo del reposo, hacia la superficie de la Tierra y sin estar impedidos por un medio que pudiera producir una fuerza de fricción o de empuje. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la caída de un objeto a la superficie terrestre.

En el vacío todos los cuerpos, con independencia de su forma o de su masa, caen con idéntica aceleración en un lugar determinado, próximo a la superficie terrestre. El movimiento de caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, es decir, la aceleración instantánea es la misma en todos los puntos del recorrido y coincide con la aceleración media, y esta aceleración es la aceleración de la gravedad g = 9,8 m/s2. Como la velocidad inicial en el movimiento de caída libre es nula, las ecuaciones de la velocidad y el espacio que recorre el objeto durante su caída está dada por la siguiente ecuación:

Galileo fue el primero en demostrar experimentalmente que, si se desprecia la resistencia que ofrece el aire, todos los cuerpos caen hacia la Tierra con la misma aceleración.

Movimiento de Caída Libre

La aceleración en los movimientos de caída libre, conocida como aceleración de la gravedad, se representa por la letra g y toma un valor aproximado de 9,81 m/s2 (algunos usan solo el valor 9,8 o redondean en 10).

Si el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor de g resulta positivo como corresponde a una auténtica aceleración. Si, por el contrario, es de ascenso en vertical el valor de g se considera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimiento decelerado.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo

Para resolver problemas con movimiento de caída libre utilizamos las siguientes fórmulas:

Leyes fundamentales de la Caída Libre

a) Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical

b) La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado

c) Todos los cuerpos caen con la misma aceleración.

Los valores de la gravedad son:

Historia del valor 9.8 m/s2

Astutamente, Cavendish se refirió a su investigación como “Midiendo la masa de la tierra.” Ya que él había determinado el valor de G, podía realizar simples cálculos para determinar la masa de la tierra. De acuerdo a la Segunda Ley de Newton, la fuerza entre un objeto y la tierra es igual al producto de la aceleración (g) y la masa del objeto (m):

F = ma

A principios de los años 1600, Galileo determinó que la aceleración de todos los objetos cerca de la superficie de la tierra, como g = 9.8 m/s2.

Por consiguiente, poniendo esta ecuación igual a la Ley de la Gravitación Universal de Newton ya descrita, Cavendish encontró:

En 1797 y 1798, Henry Cavendish confirmó la teoría de Newton y determinó la constante de la proporcionalidad en la Ley de Gravedad Universal de Newton. Su ingenioso experimento, basado en el trabajo de John Michell, tuvo éxito en los dos aspectos.

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