Laboratorio

N3 De Fsica

Integrantes: Felipe Gahona

Felipe Valenzuela

Profesor: Freddy Lastra

INTRODUCCIN

En este informe revisaremos la teora de la cada libre vista en clase de Fisica I

La cada libre es un caso particular del movimiento rectilneo uniformemente

acelerado, es cuando un cuerpo se le deja caer libremente en la cercana de la

superficie del planeta.

Un cuerpo que se deja caer en el vaco, se desplaza en linea recta vertical con

una aceleracin constante, la cual se conoce como gravedad (g), lo que produce

que el mdulo de la velocidad aumente uniformemente en el transcurso de su

cada.

El concepto es aplicable tambin a objetos en movimiento vertical ascendente

sometidos a la accin desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o

a cualquier objeto en rbita alrededor de un cuerpo celeste.

Adems, en este informe revisaremos el experimento de la cada libre realizado en

el laboratorio, el cual consisti en estudiar el movimiento en cada libre de una

lamina con franjas negras y transparentes alternadas. Experimentamos dejndola

caer sola, agregndole masas y altura segn fuese necesario. En cada caso

registramos la cada a travs de la fotopuerta. De esta manera medimos el tiempo

que demoro la lamina en recorrer tramos de 0,05 m, que es el largo de una franja

negra mas el largo de una transparente contigua

Nuestro propsito es observar que los cuerpos en cada libre se mueven con igual

aceleracin, independientemente de su masa y de la velocidad inicial que tengan

al realizarse el registro de su movimiento.

OBJETIVO

Con este experimento se pretende observar que los cuerpos en cada libre se

mueven con igual aceleracin, independiente de su masa y de la velocidad inicial

que tengan al realizarse el registro de su movimiento.

Adems de observar y analizar el grafico v/t de un cuerpo en cada libre.

DATOS

1.-Funcin terica de la velocidad en funcin del tiempo para una partcula en

cada libre

V0-g(t-t0)

2.-

3.- Usando este resultado experimental y lo que predice la teora, responda lo

siguiente:

A) Hay concordancia entre experimento y teora? Argumente su respuesta

Sabemos que la cada libre es un ejemplo de movimiento rectilneo uniformemente

acelerado, cuya aceleracin es producida por la atraccin gravitacional entre la

tierra y el cuerpo. Si revisamos los resultados del experimento, podemos ver que

todo cuerpo que se deja caer a cualquier altura, sin ejercer fuerza, tendr la misma

aceleracin siempre, dada por la gravedad. En caso como por ejemplo cuerpos

ms ligeros se debe tomar en cuenta el aire del ambiente ya que eso influira al

momento de realizar un experimento de este tipo

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0.1018 0.1438 0.2026 0.2263 0.2478

v(t) vs t

B) Cmo obtendr la aceleracin de la regleta?

La aceleracin de la regleta est dada por la gravedad

A que corresponde esta aceleracin?

La aceleracin en los movimientos de cada libre, conocida como aceleracin de la

gravedad, se representa por la letra g y toma un valor aproximado de 9,81 m/s2

4. Haciendo un ajuste lineal para todas las graficas v(t) vs t obtenga la aceleracin

de la regleta en cada caso, como se indica en la gua, y anote su resultado a

continuacin.

Nro a am ab

[m/s^2] [m/s^2] [m/s^2]

1 9,7409 9,8791 9,7482

2 9,7305 9,5717 9,4263

3 9,2012 9,7211 9,695

4 9,6893 9,5976 9,78

5 9,7444 9,0516 9,9657

Nota:

a: Aceleracin sin masa adicional y a la misma altura

ab: Aceleracin sin masa adicional, y a diferente altura

am: Aceleracin con distinta masa y a la misma altura

5. Obtenga el promedio de la aceleracin, usando criterios de operacin de

nmeros experimentales ya aprendidos en cada uno de estos casos

a= 9,62126 [m/s2]

ab= 9,56422 [m/s2]

am= 9,72304 [m/s2]

6. Para Antofagasta la aceleracin de gravedad tiene un valor de g= 9,7881 [m/s2]

Cmo se comparan las mediciones obtenidas con este valor?

La aceleracin sacada experimentalmente en comparacin con la aceleracin terica de Antofagasta tiene un error relativo de 0,8 %. La comparacin que podemos deducir a partir de esto es que en la medicin experimental para nuestro ejercicio no se toma en cuenta un factor fundamental en la gravedad como es el viento, el cual afecta en la cada y la aceleracin que experimentan los cuerpos.

PREGUNTAS

1.- Qu grafico se analizara en los experimentos de cada libre?

En el grafico se medir la velocidad en funcin del tiempo. Donde la lnea de

tendencia muestra un crecimiento lineal de la velocidad en el tiempo.

La velocidad calculada en este no es la la velocidad instantnea, sino la velocidad

media, ya que los tiempos registrados por el programa son tiempos de cada en

cada intervalo.

2.- Respecto de la aceleracin de los cuerpos en cada libre Qu se pretende

observar con este experimento?

Con este experimento se pretende observar que los cuerpos en cada libre se

mueven con igual aceleracin, independiente de su masa y de la velocidad inicial

que tengan al realizarse el registro de su movimiento.

Adems de observar y analizar el grafico v/t de un cuerpo en cada libre.

3.- A qu se llama aceleracin de gravedad?

Aceleracin de gravedad se le llama a la atraccin gravitacional que ejerce la tierra

sobre la cada de los cuerpos. El movimiento de los cuerpos en cada libre es

rectilneo uniformemente acelerado.

4.- A qu se debe la cada libre de los cuerpos?

La cada de los cuerpos se debe a la atraccin gravitacional que ejerce la tierra

sobre ellos y que trata sobre un movimiento el cual es rectilneo uniformemente

acelerado.

5.- A partir de que grafica se determinara la aceleracin y con qu parmetro?

La aceleracin se determinara en la grfica de v/t a travs de la pendiente

entregada por el mismo, luego de realizar un ajuste lineal.

6.- Qu cuerpo se dejara caer en este experimento?

Se dejara caer un cuerpo en cada libre, el cual consiste de una lmina que tiene

franjas de color negro y transparente alternadas, denominada lmina obturadora.

7.- Para tramos de que longitud el sensor (fotopuerta) medir los tiempos en este

experimento? Exprese el largo del tramo en metro y centmetro

Largo del tramo: 0,05(m) y 5(Cm), para esos tramos el sensor medir los tiempos

en este experimento.

8.- En qu consiste la lmina obturadora?

Consiste en bloquear constantemente la fotopuerta con las lminas de color negro

y transparente sucesivamente cuando esta pasa frente a l, midiendo el tiempo

que demora la lmina de recorrer el tramo 0,05(m) o 5(Cm).

9.- Por qu es necesario que la lmina en su cada se mantenga lo ms vertical

posible de su cada?

Esto es necesario, ya que de no estar en la posicin correcta la lmina

obturadora, cuando est comience a caer su velocidad no ser captada de manera

ptima por la fotopuerta y su haz de luz.

10.- Qu grafico aparecer inmediatamente de realizado cada experimento?

Luego de realizar cada experimento aparecer un grfico midiendo la velocidad en

funcin del tiempo, al cual se le debe hacer un ajuste lineal que permitir obtener la aceleracin del movimiento.

11.- Qu cantidad fsica se busca medir en el experimento?

Es la aceleracin

12.- Por qu se dejaran caer cuerpos de diferentes masas en este experimento?

Para comparar si en ella existe una variacin en la gravedad, siendo ms

especfico con la aceleracin que agarra la lmina cuando cae, adems,

demostrar que no importa el peso que tenga el cuerpo, caer con la misma aceleracin (constante) en cada libre.

13.- Con qu finalidad, en el punto 5 se dejara caer la lmina desde distintas

alturas?

Esto se hace con el fin de que a diferencia del caso anterior, la lmina cuando

pasa por el registro del movimiento, cuando bloquea el sensor por primera vez,

est ya viene con una velocidad inicial cambiando as la gravedad con la que cae

el cuerpo, y a la vez teniendo diferentes velocidades iniciales en la medicin, pero

siguiendo ser constante la aceleracin.

14.- Por qu se repite varias veces el experimento, como se indica en el punto 4?

Se realiza con el fin de que podamos observar la variacin en la medicin en la

aceleracin del cuerpo cuando este cae. Obteniendo el grado de incertidumbre

que entregan los valores de aceleracin.

CONCLUSIN

Luego de haber revisado los datos obtenidos por el experimento de cada libre,

podemos decir que independiente de la masa que tenga el cuerpo y la altura en la

que se encuentra (con alguna excepciones), la aceleracin de los cuerpos no se

ve afectada, sea que la aceleracin de un cuerpo en cada libre es proporcional a

las cualidades del cuerpo y solo depende de la fuerza de gravedad.

Todo esto es mirado desde el lado experimental para clculos de la fsica.

Los resultados obtenidos experimentalmente son diferentes si dentro de sus

propiedades se incluira el efecto que tiene el viento en la cada de los cuerpos, el

cual hara variar su velocidad y la aceleracin.

Adems se pudo observar la variacin y los cambios en los rangos entregados por

el experimento con respecto a la gravedad que hay en la ciudad de Antofagasta y

el estimado por Sistema Internacional de Medidas.

Todos los cuerpos tienen velocidad cero en la medicin. A diferencia de los que

fueron lanzados desde una altura mayor con y sin masa, debido a que en el

momento de ser tomado el cuerpo por el instrumento de medicin, este ya posea

una velocidad inicial, haciendo variar su aceleracin, pero no en rangos muy altos.

Siendo lo ideal que fuese igual a las dems.

Se tiene que tomar en cuenta siempre en las mediciones de gravedad las

diferentes propiedades que afectan la cada de los cuerpos (color, masa,

temperatura, longitud, etc. Debido a que sta depende de la distancia desde el

punto donde nos encontramos con el centro de la Tierra, y como la esta no es

completamente esfrica, sino ms bien achatada en los polos, esta distancia vara.

Tambin vara si nos alejamos de la superficie (si estamos en la cima de un cerro,

por ejemplo), pues en este caso estamos aumentando la distancia que nos separa

del centro de la Tierra.