ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO

FACULTAD DE MECÁNICA

ESCUELA INGENIERÍA INDUSTRIAL

LABORATORIO DE FÍSICA 1

DOCENTE: ING. LIGIA MORENO

LABORATORIO Nº 6

TEMA: CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS

NOMBRES: CARLOS LEMACHE

CARLOS BAYAS

DARIO TENELEMA

FECHA DE REALIZACIÓN: 2015-06-04 FECHA DE ENTREGA: 2015-06-11

OBJETIVO GENERAL

Comprobar el concepto de Caída libre mediante la utilización de instrumentos

para establecer conclusiones y características del movimiento que rige a la

caída libre de los cuerpos.

OBJETIVO ESPECÍFICO

Medir el tiempo de caída de una esfera entre el electroimán y la placa de

contacto.

Confirmar la proporcionalidad entre la distancia y el cuadrado del tiempo de

cada caída.

Determinar la aceleración de la gravedad.

INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Soporte universal

Varilla

Flexómetro

Electroimán

Cronómetro

Transformador

Conmutador morse

Conductores.

MARCO TEORICO

CAIDA LIBRE DE CUERPOS

En tiempos antiguos, los Griegos buscaron la respuesta a los problemas físicos

mediante especulaciones, razonamientos en base a propiedades que se

conocían del fenómeno. Y muchos de nuestros conocimientos se deben al

Italiano Galileo Galilei (1564 - 1642), él fue el primero en demostrar, que, en

ausencia de fricción, todos los cuerpos, ya sean grandes o pequeños, ligeros o

pesados, caen en la Tierra con la misma aceleración.

 

Existe una paradoja en donde se dice que los cuerpos más pesados son

proporcionalmente más difíciles de acelerar. Esta resistencia al movimiento que

mencionamos es una propiedad de los cuerpos llamada Inercia.

Es la aproximaron de un cuerpo a la tierra por la acción de la gravedad sin

tomar en cuenta la resistencia del aire.

 

Así, por ejemplo, en el vacío, una pluma y una bola de acero caerán al mismo

tiempo porque el efecto inercial mayor de la bola compensa exactamente su

mayor peso.

 

Todos los cuerpos, si no hay resistencia del aire caen con la misma aceleración

constante en un mismo lugar de la tierra.

La Gravedad siempre es la misma en todos los cuerpos en caída libre.

Leyes fundamentales de la Caída Libre

a) Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical

b) La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado

c) Todos los cuerpos caen con la misma aceleración.

La Aceleración con que cae libremente un cuerpo se llama: Aceleración de

Gravedad.

La Caída es un movimiento uniformemente acelerado por lo que podría decirse que las

fórmulas del Movimiento Uniforme Acelerado pueden aplicarse a éste fenómeno.

Para empezar a desarrollar Ejercicios de Caída Libre, es necesario aclarar que d

(Distancia) va a ser igual que h (Altura), así como mencionamos anteriormente, que

Aceleración es igual a Gravedad

Fórmulas

Velocidad inicial: normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un

objeto para ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino

solo se deja caer la Vo es igual a cero.

Velocidad final: es la velocidad que alcanzara el objeto cuando llega al punto final de la

caída.

Tiempo: Es lo que se demora el cuerpo en caer.

Altura: la altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre

y cuando la medida se tomada como punto de referencia la vertical.

Gravedad: Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo.

Cualquier cosa que tenga masa también tiene un tirón gravitacional. Entre más masa

un objeto tenga, más fuerte es su tirón o jale de atracción gravitacional.

Valores de la gravedad. En el ecuador la gravedad es 9,78m/s2, en lima e     9,79m/s2,

en París 9,8m/s2, en los polos 9,83m/s2.

Para la solución de los problemas se utiliza generalmente el valor de la

gravedad que corresponde a 54º de latitud y el nivel del mar.

En el movimiento de la caída libre puede presentarse los siguientes casos:

  I.      El móvil parte del reposo Vi=0 en este caso las formulas son las

siguientes:

II.  El móvil parte con Vi, las formulas son las siguientes:

III.    Cuando el móvil es lanzado verticalmente arriba con Vi, la formulas son las

siguientes:

Altura máxima: Partimos de la fórmula de la altura.

Tomamos en cuenta que cuando el móvil alcanza su altura máxima su Vf = 0 y que la

gravedad es negativa (-) porque se trata de un movimiento uniforme retardado.

Tiempo de subida:

PROCEDIMIENTO

1. Armado el equipo, coloque una masa en la parte inferior del electroimán, el

electroimán a su vez se encuentra conectado al conmutador morse.

2. Dejar caer libremente la masa desconectando el electroimán por medio del

conmutador.

3. Determine el tiempo que demora la masa en caer una altura determinada.

Anote sus valores en la tabla 1.

4. Efectué un mínimo de cinco mediciones de tiempo para la misma altura

recorrida y obtener el tiempo medio probable.

5. La operación anterior se repetirá para distancias diferentes.

Tabla 1.

y(cm) t(s) t(s)

1 2 3 4 5

10 0.13 0.15 0.14 0.12 0.13 0.13

20 0.22 0.25 0.21 0.23 0.23 0.23

30 0.27 0.30 0.28 0.29 0.28 0.29

40 0.36 0.35 0.33 0.36 0.34 0.35

50 0.36 0.40 0.40 0.38 0.39 0.39

60 0.42 0.43 0.42 0.44 0.43 0.43

70 0.47 0.46 0.45 0.48 0.48 0.47

ANÁLISIS, RESULTADOS, CONCLUSIONES.

1. ¿Qué clase de curva forma la gráfica espacio en función del tiempo, y vs t?

¿Cuál es la ecuación general de esta curva?

2. Linealíce la curva anterior y obtenga la ecuación específica que relaciona y y t.

3. La pendiente del gráfico linealizado o constante de proporcionalidad de la

ecuación x en función del tiempo (x vs t), ¿Qué significa en cinemática y cuál es

su valor numérico, si tiene unidades, cuáles son estas?

4. Realice un gráfico velocidad- tiempo (v-t), con los valores correspondientes para

cada distancia.

5. ¿Qué clase de curva obtiene del diagrama velocidad- tiempo?, ¿Qué ecuación le

corresponde?, determine la pendiente en valor numérico y en dimensiones. ¿qué

relación existe con la constante del literal tercero?, ¿Qué leyes generales puede

deducir de éste diagrama? Deduzca el concepto de aceleración haciendo

referencia a la pendiente de la curva.

6. ¿Qué representa el área bajo la curva v-t y cuál es su valor numérico?

7. Calcule el error relativo porcentual de la gravedad.

CONCLUSIONES

- Se comprobó el concepto de Caída libre mediante los instrumentos empleados

en la práctica.

- Logramos medir diferentes tiempos con cronómetros la caída de la esfera

desde el electroimán hasta la placa de contacto para poder realizar los

diferentes cálculos necesarios.

- Con los datos recopilados en la práctica logramos determinar la aceleración de

la gravedad.

CONCLUSIONES

- Usar con mucha cautela los instrumentos en el laboratorio de física.

- No colocar objetos frágiles sobre la mesa ya que por la caída del proyectil

podría ocasionar daños.

- Tener en cuenta las medidas con el flexometro para calcular un tiempo semi

exacto a la caída del balín.

BIBLIOGRAFÍA.

DR. MARIO AUDELO GUEVARA, Guías de Laboratorio Física 1, pág. 55,56.

http://www.aulafacil.com/cursos/l10060/ciencia/fisica/fisica-general-i-notaciones-cientificas-funciones-trigonometricas/caida-libre-de-los-cuerpos-c-l-c

http://www.monografias.com/trabajos81/caida-libre/caida-libre.shtml

http://ctaalumno.galeon.com/

http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre