Informe Laboratorio #6 Caida Libre

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA INFORME LABORATORIO #6 CAIDA LIBRE

PRESENTADO A: ADAN GOMEZ

PRESENTADO POR: GUSTAVO JAIMES STEEVEN CASANOVA

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER CÚCUTA 2017

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA

INTRODUCCIÓN En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA LABORATORIO #6 CAIDA LIBRE Objetivo General 

Comprobar que el movimiento de caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente variado

Objetivos específicos   

Analizar el movimiento lineal debido a la aceleración constante. Calcular la aceleración de la gravedad. Comprobar las leyes que rigen la caída de los cuerpos.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA ANÁLISIS 1. Complete la Tabla 1. Calcule tprom y 𝑡 2 𝑝𝑟𝑜𝑚 para cada una de las alturas consideradas. R/ 10 cm 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.141 𝑠 + 0.142 𝑠 + 0.142 𝑠 + 0.143 𝑠 = 0.142 𝑠 4 𝑡 2 = 0.02 𝑠 2

15 cm 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.173 𝑠 + 0.173 𝑠 + 0.172 𝑠 + 0.173 𝑠 = 0.1728 𝑠 4 𝑡 2 = 0.03 𝑠 2

20 cm 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.200 𝑠 + 0.200 𝑠 + 0.200 𝑠 + 0.200 𝑠 = 0.200 𝑠 4 𝑡 2 = 0.04 𝑠 2

25 cm 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.225 𝑠 + 0.224 𝑠 + 0.226 𝑠 + 0.225 𝑠 = 0.225 𝑠 4 𝑡 2 = 0.05 𝑠 2

30 cm 𝑡𝑝𝑟𝑜𝑚 =

0.258 𝑠 + 0.245 𝑠 + 0.245 𝑠 + 0.245 𝑠 = 0.248 𝑠 4 𝑡 2 = 0.06 𝑠 2

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA 𝐌𝐞𝐝𝐢𝐝𝐚 1 2 3 4 5

𝐡 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm

𝐭𝟏 0.141 s 0.173 s 0.200 s 0.225 s 0.258 s

𝐭𝟐 0.142 s 0.173 s 0.200 s 0.224 s 0.245 s

𝐭𝟑 0.142 s 0.172 s 0.200 s 0.226 s 0.245 s

𝐭𝟒 0.143 s 0.173 s 0.200 s 0.225 s 0.245 s

𝐭 𝐩𝐫𝐨𝐦 0.142 s 0.1728 s 0.200 s 0.225 s 0.248 s

𝐭 𝟐 𝐩𝐫𝐨𝐦 0.02 𝑠 2 0.03 𝑠 2 0.04 𝑠 2 0.05 𝑠 2 0.06 𝑠 2

2. Elabore un gráfico de altura contra tiempo de caída. (h vs tprom) R/

t 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

5

Gráfico de altura Vs t

10

15

20

25

30

35

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA 3. Linealice el gráfico anterior. Elabore un gráfico de altura contra tiempo de caída al cuadrado (ℎ 𝑣𝑠 𝑡 2 𝑝𝑟𝑜𝑚) y calcule la pendiente de esta curva. R/

t^2 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0 0

5

10

15

20

25

Gráfica altura vs 𝑡 2 𝑚= 𝑚=

𝑦₂ − 𝑦₁ 𝑥₂ − 𝑥₁

30 − 10 0,062 − 0,02

𝑚 = 476,19

4. Determine el valor de la gravedad. R/ 𝑔=

2𝑦 𝑡2

𝑔=

2(10)𝑐𝑚 = 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 0,02𝑠 2

𝑔=

2(15)𝑐𝑚 = 1003,344 𝑐𝑚⁄𝑠 2 0,0299𝑠 2

𝑔=

2(20)𝑐𝑚 = 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 0,04𝑠 2

30

35

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA 𝑔=

2(25)𝑐𝑚 = 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 0,05𝑠 2

𝑔=

2(30)𝑐𝑚 = 967,74 𝑐𝑚⁄𝑠 2 0,062𝑠 2

𝑔=

1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 + 1003,344 𝑐𝑚⁄𝑠 2 + 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 + 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 + 967,74 𝑐𝑚⁄𝑠 2 5

𝑔 = 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2

5. ¿Qué porcentaje de error encuentra entre el valor obtenido y el de g = 9.8 𝑚/𝑠 2 ? R/ 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 − 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2 = 5,79 1003,344 𝑐𝑚⁄𝑠 2 − 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2 = 9,134 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 − 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2 = 5.79 1000 𝑐𝑚⁄𝑠 2 − 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2 = 5.79 967,74 𝑐𝑚⁄𝑠 2 − 994,21 𝑐𝑚⁄𝑠 2 = 26,47 ∆𝑥 =

5,79 + 9,134 + 5.79 + 5.79 + 26,47 5

∆𝑥 = 10,5948 994,21±10,5948 𝐸𝑥 =

∆𝑥 𝑥

𝐸𝑥 =

10,5948 994,21

𝐸𝑥 = 0.0106 𝐸% = 𝐸𝑥 ∗ 100 𝐸% = 0.0106 ∗ 100 𝐸% = 1,06%

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA 6. ¿Por qué es importante linealizar el gráfico h vs tprom? R/ Porque con esto se puede obtener que la gravedad que se ejerce sobre el cuerpo siempre es constante. 7. En el instante en que empieza la caída de la esfera, ¿su aceleración es diferente de cero? R/ Sí, porque al empezar a caer, la esfera experimenta un cambio en su velocidad vertical. 8. Describa las características físicas de una caída libre. R/     

Se utilizan marcos de referencia inercial. Los cuerpos describen un movimiento cuya velocidad cambia uniformemente en función de la aceleración de la gravedad. Todo objeto que se desplaza se considera como partícula. Los efectos de la altitud de la tierra no se consideran, por lo tanto la gravedad será constante g = 9.8 𝑚/𝑠 2 No se considera la resistencia o fricción del aire. 9. ¿Qué dirección tiene la aceleración de gravedad?

R/ La dirección es hacia el centro de la tierra, es decir, perpendicular a la superficie. 10. ¿De qué factores depende la aceleración de gravedad sobre la superficie terrestre? R/ Depende de la distancia a la que se encuentre del centro de la tierra.

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER DEPARTAMENTO DE FISICA LABORATORIO DE FISICA MECANICA CONCLUSIÓN Comprendimos que la caída libre es un proceso por el cual aprendemos como un objeto al ser tirado tiene su tiempo y velocidad. Analizamos que al inicio de la caída libre no contiene aceleración ya que el objeto no ha recorrido ninguna distancia. Comprendimos que en la caída libre no siempre tienen a tener el mismo tiempo si lo lanzamos en la misma distancia. Concluimos que la caída libre es un método por el cual analizamos como un objeto al ser lanzado desde una altura tiende a tener su velocidad, aceleración y tu tiempo.