Fisica Caida Libre

Caída libre

Introducción

Gran parte de los conocimientos sobre la física de la caída de los cuerpos se deben al científico Galileo Galilei. El fue el primero en deducir que en ausencia de fricción, todos los cuerpos, grandes o pequeños, pesados o ligeros, caen e la tierra con la misma aceleración.

La aceleración se ha medido al nivel del mar y a una latitud de 45°, y su valor es de 9.806 m/s2 y se representa por g.

En problemas que tratan con cuerpos en caída libre, es sumamente importante elegir una dirección como positiva y seguir este criterio en forma consistente al sustituir valores conocidas. El signo de la respuesta es necesario para determinar la localización de un punto o la dirección de la velocidad en tiempos específicos. Si la dirección ascendente se elige como positiva para distancia indica un desplazamiento por arriba del punto de partida; si la distancia (s) es negativo representa un desplazamiento debajo del punto de partida.

Modelo teórico

1. Describir el procedimiento para instalar Tracker

2. Descargar el video Balón en caída libre que se encuentra en el aula virtual.

3. Describir la forma de abrir el video en Tracker.

4. Describir los siguientes puntos:

A) El procedimiento para obtener los datos de la posición horizontal conforme cae el balón: obtener la trayectoria de la masa puntual, colocación de los ejes y la regla, la posición del balón, cómo marcar y obtener los datos.

B) ¿Cómo se obtiene el tiempo de caída?

C) ¿Cómo graficar la posición contra el tiempo utilizando una hoja de cálculo?

D) ¿Cómo se obtiene la ecuación de la gráfica anterior? Indicar la confiabilidad usando R

E) ¿Cómo obtener la gráfica de la velocidad contra el tiempo para encontrar la aceleración?

5. Obtener la ecuación de la gráfica anterior e indicar la confiabilidad.

6. Describir cómo modelar el movimiento del balón con el constructor de Modelo Analítico de Partícula de Tracker usando las ecuaciones y parámetros anteriores.

Desarrollo

1. En la página http://www.dgeo.udec.cl/~andres/Tracker/ se encuentra el archivo para instalar el programa Tracker 4.0.

Dar click en Descargar Tracker 4.0 jar.

Aparece la siguiente ventana:

Se le da click en guardar y se siguen los pasos de instalación que se indican.

2. Se bajó el video Balón en caída libre del aula virtual:

3. Dar click en archivo- abrir

7. Describir los siguientes puntos:

F) El procedimiento para obtener los datos de la posición horizontal conforme cae el balón: obtener la trayectoria de la masa puntual, colocación de los ejes y la regla, la posición del balón, cómo marcar y obtener los datos.

Trayectoria de la masa puntual:

Dar click en crear – masa puntual

¿Cómo se obtiene el tiempo de caída?

Se debe tener en cuenta el eje y t que es el tiempo.

Se obtiene la tabla de datos “t” y “y”

¿Cómo graficar la posición contra el tiempo utilizando una hoja de cálculo?

Se copian los datos en Excel. El grafico que interesa es la representación gráfica del tiempo contra la posición “y”.

Se usa el grafico scatter, se marcan los datos que se desean graficar y se da aceptar, se adaptan los resultados para que la gráfica muestre los resultados que se desean graficar.

G) ¿Cómo se obtiene la ecuación de la gráfica anterior? Indicar la confiabilidad usando R

Con ayuda del gráfico se obtiene con una opción R2 con eso únicamente se saca la raíz de R2 y tenemos R

R=1

H) ¿Cómo obtener la gráfica de la velocidad contra el tiempo para encontrar la aceleración?

La aceleración es igual a la velocidad final – velocidad inicial todo esto dividido entre el tiempo.

Se obtiene como

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