Bachiller en Ciencias y Letras

Universidad Nacional Aut´noma de Honduras
o
UNAH-VS
Departamento de F´
ısica

Laboratorio virtual No. 1
LF100

Ca´ libre
ıda
OBJETIVOS
1. Comprobaci´n de las leyes del Movimiento Rectil´
o
ıneo Uniformemente Acelerado.
2. Verificar la independencia de la aceleraci´n gravitatoria con la masa en el movimiento de ca´
o
ıda
libre.
3. Determinar las ecuaciones emp´
ıricas de laposici´n y la velocidad en funci´n del tiempo.
o
o
4. Determinar experimentalmente el valor de la aceleraci´n de la gravedad
o
5. Estudiar el comportamiento de un objeto que es dejado caer desde el reposo en diferentes campos
gravitacionales.
TEOR´
IA
Se le llama ca´ libre al movimiento que se debe unicamente a la influencia de la gravedad.
ıda
´
Todos los cuerpos con este tipo demovimiento tienen una aceleraci´n dirigida hacia abajo cuyo
o
valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente
9.8 m/s2 , es decir que los cuerpos dejados en ca´ libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en
ıda
9.8 m/s cada segundo.
En la ca´ libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.
ıda
La aceleraci´n a la que se ve sometido un cuerpo en ca´libre es tan importante en la F´
o
ıda
ısica que
recibe el nombre especial de aceleraci´n de la gravedad y se representa mediante la letra g.
o
Tabla I
Lugar
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
J´piter
u
Saturno
Urano
Neptuno
Luna

La aceleraci´n de un cuerpo en ca´ libre
o
ıda
depend´ del lugar en el que se encontrara.
ıa
En la Tabla I se presentan algunos valores
aproximados deg en diferentes lugares de
nuestro Sistema Solar.

g(m/s2 )
2.8
8.9
9.8
3.7
22.9
9.1
7.8
11.0
1.6

Para hacer m´s c´modos los c´lculos de clase
a o
a
se suele utilizar para la aceleraci´n de la
o
gravedad en la Tierra el valor aproximado de
10 m/s2 en lugar de 9.8 m/s2 , que ser´ m´s
ıa a
correcto.

CA´
IDA LIBRE: MOVIMIENTO VERTICAL CON VELOCIDAD INICIAL CERO.
Lasecuaciones generales del movimiento que se estudiaron para el movimiento rectil´
ıneo uniformemente
acelerado fueron:
1
x = v0 t + at2
2
2
v 2 = v0 + 2ax
v = v0 + at
1

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Estas ecuaciones para el movimiento de ca´ libre, donde el cuerpo se deja caer vertical hacia abajo
ıdacon, en este caso su velocidad inicial ser´ cero y por tanto el primer sumando de cada una de las
a
ecuaciones anteriores tambi´n ser´ cero, adem´s en lugar de x, v, v0 , a, colocaremos y, vy , g (ya que
e
a
a
es la aceleraci´n que experimenta un cuerpo en ca´ libre), as´ obtenemos las ecuaciones:
o
ıda
ı
1 2
gt
2
2
vy = 2gy
y=

vy = gt
Por otro lado, en una ca´ libre lamagnitud de la posici´n (y) que ocupa el cuerpo en un instante es
ıda
o
precisamente su altura h en ese momento.
PROCEDIMIENTO
Ca´ libre con velocidad inicial cero
ıda
1. . Estudiar la ca´ libre de un cuerpo con este simulador
ıda
(Para ´ngulos de lanzamiento iguales a 90◦ ).
a

Es necesario entrar a la p´gina web:
a
http://www.educaplus.org/play-301-Ca %C3 %ADda-libre.html
Puedeutilizarse para actividades de observaci´n y para actividades de c´lculo. Pasando el rat´n
o
a
o
por una cronofotograf´ se puede visualizar el tiempo y utilizando el medidor puede determinar
ıa
su altura en ese instante (a mayor cronofotograf´ mayor n´mero de posiciones. El medidor coıa
u
locarlo inicialmente en el punto de donde se deja caer el cuerpo).
En el simulador se desprecia la influenciadel aire.
Ubicar la esferita y el medidor en el punto de lanzamiento.
La cronofotograf´ debe indicar el n´mero 4.
ıa
u

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Dar click en “soltar” y observar la ca´ de la esfera hasta que llega al eje de las abscisas x.
ıda
Colocar el rat´n en el dibujo que parece un...