UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE ING. MECANICA-ENERGIA

TEMA:

MOVIMIENTO VERTICAL

DE CAIDA LIBRE

CURSO:

LAB. DE FISICA 1

INTEGRANTES: COD:

ALVAREZ CAYCHO RAUL 1027120372

PACORA JURO BRAYAN 1027120532

VALENCIA PACHECO LUIS 1027110035

RIOS JARA CHARLOTTE 1027130013

CICLO:

2011-B

OBJETIVOS

Establecer las características del movimiento rectilíneo uniforme y variado.

Determinar mediante el experimento las relaciones que existen entre la posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.

Configurar equipos para la toma de datos experimentales y usando el software (Data Studio) analizar las graficas resultantes.

Utilizando el Data Studio verificar los resultados que se obtienen mediante mediciones y observaciones para así predecir los comportamientos del cuerpo.

FUNDAMENTO TEORICO

Caída Libre

El movimiento de caída libre se caracteriza por tener una aceleración uniforme en cada intervalo de tiempo de este movimiento y esta aceleración es la gravedad.

Movimiento de Caída Libre:En el movimiento de caída libre a la aceleración que sufre el cuerpo se le conoce como “aceleración de la gravedad” y esta tiene un valor aproximado al de:

g = 9.80 m/s2 ó 32 pies/Como el valor total de la longitud x se conoce en el experimento (desde x0 hasta el final del recorrido) y la aceleración es la aceleración de la gravedad, podemos decir que:

Con esta relación obtendremos un valor experimental de la gravedad.Podemos calcular el valor de la velocidad final del cuerpo, despejando la ecuación

anterior en función a la velocidad obtendremos si la velocidad inicial es

nula ( )

Donde t es el tiempo de recorrido.Cuando queremos calcular el porcentaje de error de nuestro valor de la gravedad experimentalmente lo haremos en función al valor de la gravedad en el ecuador que es

9.81 .

PROCEDIMIENTO:

Configuración del equipo:

1. Verificamos la conexión del interface al ingresar al programa Data Studio.

2. Conectamos el sensor de Foto puerta y lámina al interface.

3. El programa nos brindará las graficas de posición, velocidad y aceleración.

4. Colocamos el porta peso a la lámina a una distancia de 7cm.

5. Calculamos la gravedad con el peso de 47.45g y luego 52.45g:

6. Hallamos las ecuaciones de las graficas correspondientes.

Determinación de la gravedad:

1. Colocamos la lámina frente al sensor.

2. Al mismo tiempo que soltamos la lámina colocamos inicio de tiempo en el programa Data estudio.

3. Al caer la lámina calculamos la aceleración de la gravedad en cada ensayo.

Ecuaciones a usar:

Xf=Xo+ (Vo) (t-t0) + (1/2) a (t-to) ^2

Vf=Vo+at, a=ctte

Graficas con peso 47.45g:

0.3=0.05+(0.93)(t-to)+(1/2)(9.8228)(t-to)^2

2.42=0.93+ (9.8228) (t-to)

a=9.8228

Graficas con peso 52.45g:

0.3=0.05+0.95(t-to)+(1/2)(9.8955)(t-to)^2

2.40=0.95+ (9.8955) (t-to)

a=9.8955

Datos registrados considerando (peso=47.45 gr.).

Datos registrados considerando (peso =52.45 gr.).

NUMERO DE MEDICION

1 2 3 4 5 PROMEDIO

Aceleración gravedad (m/s²)

9.6504 9.7227 9.6885 9.8955 9.7352 9.7385

Velocidad final de caída (m/s)

1.760 1.970 1.650 1.830 1.940 1.830

Longitud recorrida (m) 0.175 0.150 0.150 0.175 0.175 0.165

CUESTIONARIO

1. ¿Qué factores pueden causar las diferencias entre el valor obtenido y el valor comúnmente aceptado para la aceleración gravitacional a nivel del mar?

En la realidad el valor de la aceleración de la gravedad es única pero la resistencia que ofrece el medio (viento) la hace variar.

2. ¿La fuerza de fricción juega un papel importante en este experimento?

Claro como la fricción es una fuerza y también es un factor que varia el valor de la aceleración como se menciona en la pregunta 1.

NUMERO DE MEDICION

1 2 3 4 5 PROMEDIO

Aceleración gravedad (m/s²)

9.6367 9.6394 9.7452 9.7010 9.8228 9.709

Velocidad final de caida (m/s)

1.730 2.020 1.640 1.860 1.760 1.802

Longitud recorrida (m) 0.150 0.150 0.150 0.175 0.175 0.160

3. ¿Cuál diría usted que es la relación que liga el tiempo de recorrido con la distancia total de caída?, exprese usted la ecuación considerando la constante proporcionalidad correspondiente y señale cual es su significado.

y como:

= 0

De esta expresión notamos que la constante de proporcionalidad mostrada se trata de la aceleración de la gravedad.

4. Si lanzamos un cuerpo hacia arriba, alcanzara una altura máxima y después caerá. ¿tanto la fase de ascenso como la fase de descenso son de caída libre?

Si, ambas fases son de caída libre ya que la única aceleración que experimentan es de la gravedad.

5. En el espacio, ¿Existe la gravedad?, justifique su respuesta.

La gravedad es la fuerza de atracción que poseen ciertos objetos para atraer otros objetos de una masa inferior a la suya por lo tanto en el espacio no hay gravedad sino que hay objetos que producen gravedad, por ello si hay gravedad en el espacio.

6. ¿Cuál es la incertidumbre en nuestra medición experimental de la gravedad?

La incertidumbre es el valor que le da validez a un resultado y pueda serutilizado para su interpretación y análisis, es el margen de error entre lo real y lo experimental .

7. ¿Esta usted conforme con el valor experimental obtenido para la aceleración?, justifique su respuesta.

Rpta. Si debido a que tanto los valores resultantes como el valor promedio son muy aproximados al valor referencial de la gravedad por lo tanto el porcentaje de error es minimo.

8. Si los frenos de tu automóvil son capaces de crear una aceleración retardatriz de 17 m/s², Si tu vas a 85 km/h y de repente ves un policía de transito, ¿cuál es el tiempo mínimo en el que tu puedes bajar la velocidad a 55 km/h? Utilizaremos

Transformaremos las velocidades.Vf=55x5/18=15,27m/sVo=85x5/18=23,61m/s

Palicamos la formula

15,27=23,61-9,81xt

t=0,85s. Rpta

9. Un avión en vuelo horizontal a una altura de 300 m y con una velocidad de

60 m/s, deja caer una bomba. Calcular el tiempo que tarda en llegar al suelo, y el desplazamiento horizontal de la bomba. Rpta. Utilizaremos

Sabemos g=9.81m/s2Y demos x=300mReemplazamos y obtenemos que t=(2x300/9.81)^1/2Tiempo que tarda en llegar es 7.82s Rpta 1Respecto al recorrido horizontal es uniforme ya que la velocidad es cte. Entonces aplicaremosVxt=DDonde D es la distancia por recorrer.V=300m/s2t=7.82sD=300x7.82D=2346m. Rpta2

CONCLUSIONES

Luego de realizar el experimento podemos concluir que la caída libre es un movimiento uniformemente acelerado y que empleando el software (Data Studio) hallamos valores aproximados de la aceleración de la

gravedad cumpliéndose así uno de los objetivos del experimento.

Tambien podemos apreciar mediante un análisis gráfico los parámetros que se han registrado por los equipos especiales de medición tales como los sensores y encontrarles un margen de error de la aceleración de la gravedad y el tiempo de caída.

REFERENCIALES

FISICA GENERAL – Máximo alvarenga

GUIA DE LABORATORIO DE FISICA