Informe-de-caida-libre.docx

1.    

OBJETIVOS Estudiar el movimiento de un cuerpo en caída libre con el uso del sensor del movimiento Determinar el valor de la aceleración de la gravedad Analizar e interpretar las gráficas obtenidas Calcular el error porcentual del resultado obtenido en el valor de la aceleración de la gravedad con respecto a la aceleración teórica

2. INTRODUCCIÓN La caída libre es un movimiento vertical en el cual se deja caer un cuerpo con velocidad inicial igual a cero (0), influyendo sobre él solo la fuerza de gravedad (g) y el tiempo (t); éste se estudia bajo dos condiciones ideales: la ausencia de roce con el aire y una aceleración de gravedad constante. Por lo tanto, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería debida a la gravedad siendo independiente de su masa; por ejemplo, si se dejara caer una bala de cañón y una pluma en el vacío, ambos adquirirían la misma aceleración, que es la aceleración de la gravedad. En la tierra, esta aceleración de gravedad es considerada como 9,8 m/s2 en alturas bajo los 1000 m, pues es la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre los cuerpos en su superficie. La caída libre sería entonces un MRUA (Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado) donde la aceleración, el desplazamiento y velocidad siempre son hacia abajo. Si se considera a g constante, sabiendo que la Velocidad Inicial es 0, entonces el movimiento solo depende del tiempo. Las ecuaciones cinemáticas para el movimiento en una línea recta bajo la aceleración de gravedad son las mismas que para cualquier movimiento con aceleración constante: Vo = 0 m/sa=gx=y g= (Vf - Vo) / t y= (Vo t) + ((g t^2) / 2) 2gy= (Vf^2) - (Vo^2) MARCO TEÓRICO La aceleración con la que caen los cuerpos es conocida con el nombre de aceleración de la gravedad y su valor es prácticamente constante para un mismo lugar a poca altura .El valor de a aceleración de la gravedad (g) es propia para cada cuerpo celeste. En el caso particular de la tierra, ésta tiene un valor estándar de 9,81 m/s2 aproximadamente, aunque tiene distintos valores en torno aquel, para cada punto de la superficie terrestre. Se dice que un cuerpo se encuentra en cada libre cuando al moverse se ve afectado única y exclusivamente su propio peso. Así pues en el vacío, un lapicero dejado en libertad estará en caída libre describiendo una trayectoria vertical.

Cuando un cuerpo cae libremente cerca de la superficie de la tierra, lo hace bajo la influencia de la aceleración de la gravedad. En este caso, ignorando la fricción del aire, su aceleración es constante y tiene un valor aproximado de 9.8m/s 2. La distancia que recorre el objeto durante su caída está dada por la siguiente ecuación:

Donde h0 es la posición inicial con respecto a un sistema de referencia y v1 la velocidad inicial. Es el caso particular cuando el objeto es liberado desde el reposo su velocidad inicial es 0, y desde el origen de referencia h0=0. Entonces la ecuación es la siguiente: h=gt 2 Donde hemos seleccionado la dirección hacia abajo como positiva. La ecuación nos permite determinar el valor dela aceleración de la gravedad si medimos el tiempo que tarda en caer un cuerpo desde una cierta altura. En el experimento vamos a tener un sensor que se activara de manera automática al soltar una masa desde una altura y tomara datos de manera automática de altura y tiempo hasta que la esfera toque el piso.

3. MONTAJE EXPERIMENTAL Materiales:     

Aparato de caída libre Balín Fuente de alimentación Cronómetro Plomada

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Tabla 1. Posición

Y (m)

t (s)

1

15cm 0.15 m

2

30 cm 0.3m

3

45 cm 0.45m

4

60cm 0.6m

5

75 cm 0.75m

6

90 cm 0.9 m

7

105 cm 1.05m

8

120cm 1.2m

0.1615 0.1595 0.1668 0.1708 0.1643 0.2301 0.2233 0.2222 0.2309 0.2367 0.2842 0.2846 0.2911 0.2814 0.2908 0.3257 0.3270 0.3335 0.3372 0.3390 0.3718 0.3693 0.3695 0.3790 0.3706 0.4052 0.4059 0.4029 0.4058 0.4070 0.4431 0.4469 0.4459 0.4411 0.4497 0.4606 0.4671 0.4751 0.4704 0.4803

Promedio t (s) 0.1645

0.22864

0.28642

0.33248

0.3721

0.40536

0.44534

0.4707

9

135cm 1.35m

10

150cm 1.5 m

BIBLIOGRAFÌA [1] [http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre]

0.4958 0.5093 0.4899 0.4809 0.4796 0.5113 0.5072 0.5075 0.5185 0.5140

0.4911

0.5117