Caida libre

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Laboratorio de Física I
Modulo II mecánica
Practica Nº 7
Caída Libre

Objetivos:
* Demostrar que en ausencia de la resistencia del aire, todo objeto cae con la misma aceleración constante, bajo la influencia de la gravedad.

Equipos y Componentes:
* Equipo de caída libre
* Balas esféricas de hierro
* Regla graduada
* Tornillo micrométrico
* 2 cronómetros digitales* Regulador de voltaje
* Nivelador de superficies

Marco Teórico

Caída libre se define como el movimiento en dirección vertical adquirido por un cuerpo, cuando este se deja caer en el vacío.
El valor de la gravedad es constante para un determinado lugar, puesto que depende de la latitud y la altura sobre el nivel del mar. Esta es la razón por la cual los cuerpos cambian de peso cuandopasan de un lugar a otro.
A pequeñas distancias, como es el caso del estudio en el laboratorio, la aceleración que adquiere un cuerpo en caída libre se conserva.
Caída libre (física), movimiento, determinado exclusivamente por fuerzas gravitatorias, que adquieren los cuerpos al caer, partiendo del reposo, hacia la superficie de la Tierra y sin estar impedidos por un medio que pudiera produciruna fuerza de fricción o de empuje. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la caída de un objeto a la superficie terrestre.
En el vacío todos los cuerpos, con independencia de su forma o de su masa, caen con idéntica aceleración en un lugar determinado, próximo a la superficie terrestre. El movimiento de caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, esdecir, la aceleración instantánea es la misma en todos los puntos del recorrido y coincide con la aceleración media, y esta aceleración es la aceleración de la gravedad g = 9,8 m/s2. Como la velocidad inicial en el movimiento de caída libre es nula, las ecuaciones de la velocidad y el espacio recorrido en función del tiempo se pueden escribir así:
v = g·t
y = ½gt2

Aceleración en la caída libre
Enla caída libre propiamente dicha, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo o se analiza lo que pasaría en el vacío.
Cuando el cuerpo parte del reposo, el movimiento de caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. La aceleración, debida sólo a la gravedad, es independiente de la masa del cuerpo; es decir, si dejamos caer una balade cañón y una pluma, ambos cuerpos adquieren la misma aceleración, , que es la aceleración de la gravedad.
Cuando la caída libre tiene lugar en el seno de un fluido (como el aire), hay que considerar la resistencia aerodinámica que actúa sobre el cuerpo. Aunque técnicamente la caída ya no es libre, desarrollaremos en adelante las ecuaciones incluyendo el término aerodinámico excepto en los casosen los que no proceda (p.e. espacio exterior)

Trayectoria en la Caída Libre:
El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad creciente (aproximadamente movimiento uniformemente acelerado con aceleración g) (aproximadamente porque la aceleración aumenta cuando el objeto disminuye en altura, en la mayoría de los casos la variación es despreciable). La ecuación de movimiento sepuede escribir en términos la altura y

Pre-Laboratorio:
La formula general para determinar la velocidad final de un cuerpo que cae libremente es:
V2=V02-2gh
Por lo tanto:
V12=V02-2gh1 V22=V02-2gh2

Por otra parte, la aceleración de gravedad es constante. Por lo tanto podemos expresar la velocidad promedio entre los pintos 1 y 2 como:
V=V1+V22=h2 -h1t
Donde
V=velocidad medida de la esfera entre los puntos 1 y 2
V1= velocidad de la esfera en el punto 1
V2= velocidad de la esfera en el punto 2
t= tiempo que recorre la esfera entre los puntos 1 y 2

Con las condiciones anteriores se puede demostrar que la gravedad es igual a:
g={2(h2-h1}t2{h1+h2+2h1*h2}

Actividades de Laboratorio:

1. Nivele el equipo antes de comenzar a efectuar la práctica,...
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