CONGRESO DE FISICA
Caso particular del MUA
CAÍDA
LIBRE
OBJETIVO
• Que a través de esta actividad los alumnos aprecien la caída libre como un caso particular del MRUA y calculen con precisión el valor de g (aceleración de la gravedad).
APRENDIZAJES
El alumno elabora e interpreta gráficas de desplazamiento y de rapidez en función del tiempo, del movimiento de objetos que se encuentran bajo la acción de una fuerza constante que actúa en la misma dirección de la velocidad.
INTRODUCCIÓN
• Considerando que, sobre una partícula actúa una fuerza constante en la dirección del movimiento, la partícula describe un movimiento siguiendo una trayectoria rectilínea con aceleración constante. A este tipo de movimiento se le llama movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).
Ecuaciones:
• Sean ti=0, tf cualquier instante arbitrario t, vi =v0 y v (la velocidad en cualquier instante arbitrario). Entonces se puede expresar la aceleración como
a= (v- v0)/tde donde
v= v0+at
Gráfica:
• La gráfica de la velocidad contra el tiempo para este movimiento es una recta en donde v0 es la ordenada al origen y a es la pendiente de la recta. O sea que el cambio en la velocidad (v-v0) es directamente proporcional al tiempo t transcurrido, en donde a es la constante de proporcionalidad.
Velocidad Media
• Para una partícula que se mueve a lo largo de una recta, se define la velocidad media (vm) durante cualquier intervalo de tiempo como el desplazamiento realizado durante dicho intervalo dividido por el intervalo de tiempo:
Vm=∆x/∆t
.
• Una de las características del MRUA es que se puede expresar la velocidad media en cualquier intervalo de tiempo como la media aritmética de la velocidad inicial y la velocidad final:
vm=(v0+v)/2
.
Vel
v vm
v0
t m t t i e m p o
Material utilizado
-Interfaz
-Cable USB
-Fotodetector
-Cable
-Soporte Universal
-Regla de plástico
Conexión de la interfaz a la computadora
Conexión de la interfaz al sensor
FOTODETECTOR
LED indicador
Emisor y receptor de infrarrojo
Características del fotodetector
• Tiene un emisor y un receptor de infrarrojo
• El emisor manda el haz al receptor, cuando este recibe la señal óptica, la convierte en una señal eléctrica
• El haz infrarrojo, es bloqueado al pasar un obstáculo
• El led indicador se apaga al ser bloqueado
Recomendaciones
• En este experimento de caída libre, debe asegurarse de que el objeto ( regla ) pase libremente entre los brazos del sensor.
• A través del haz infrarrojo• Tener los contornos bien definidos y paralelos.• Dejar caer la regla unos cm. arriba del sensor.• Iniciar el programa, unos segundos antes de
dejar caer la regla.
Tiempo(s) Distancia-s1(m)0.8307 0.040.8577 0.080.8804 0.120.9006 0.160.9194 0.20.9364 0.240.9526 0.28
Tiempo(s) Distancia-s1(m) ∆x (m) ∆t (s) t m (s) vm (m/s)0.8307 -0.040.8577 -0.08 -0.04 0.027 0.8442 -1.481481480.8804 -0.12 -0.04 0.0227 0.86905 -1.762114540.9006 -0.16 -0.04 0.0202 0.8905 -1.980198020.9194 -0.2 -0.04 0.0188 0.91 -2.127659570.9364 -0.24 -0.04 0.017 0.9279 -2.352941180.9526 -0.28 -0.04 0.0162 0.9445 -2.4691358
v = -9.8569t + 6.8195
-3
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
00.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96
Tiempo [s]
Veloc
idad [
m/s
]
x = -4.9455t2 + 6.8474t - 2.3153-0.3
-0.25
-0.2
-0.15
-0.1
-0.05
00.8 0.85 0.9 0.95 1
Serie1
Polinómica(Serie1)
Tabla de resultados y gráficas
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