caida libre

En esta experiencia se verificó la Segunda Ley de Newton, utilizando el siguiente montaje:
Figura 1:

Figura 1: Montaje experimental utilizado para verificar la segunda Ley de Newton. Riel donde se registra el movimiento del móvil 1 que está unido al móvil 2 por una cuerda que pasa a través de una polea.

Con la fotopuerta, se midió la rotación de la polea, lo que fue interpretado comola posición en función del tiempo del móvil 1. Para obtener la aceleración se utilizó la pendiente del gráfico de velocidad vs. tiempo. Los datos obtenidos fueron los siguientes:

Resultados:
Tabla 1:
N° dato
Masa1 [Kg]
Masa2 [Kg]
Aceleración
± [m/s2]
1
0,7372
0,0502
0,5693
0,004282
2
0,7272
0,0602
0,6917
0,00617
3
0,7072
0,0802
0,9581
0,002745
4
0,6872
0,1002
1,2130,004394
5
0,6672
0,1202
1,478
0,004492
6
0,6472
0,1402
1,695
0,01323
7
0,6272
0,1602
1,946
0,01058
8
0,6072
0,1802
2,218
0,0164
9
0,5872
0,2002
2,447
0,0143
10
0,5672
0,2202
2,694
0,0281
11
0,5472
0,2402
2,972
0,01328
12
0,5272
0,2602
3,257
0,0113
Tabla 1: Datos de masas de los móviles 1 y 2, que variaron para cada lanzamiento, manteniendo la masa delsistema constante y aceleración del sistema.
En esta experiencia se analizará este modelo, el cuerpo que se utilizará corresponde a una tablilla de acrílico en que están adosadas dos cintas reflectantes separadas por 20 [cm] aproximadamente. Luego se calibra la cámara con el software VideoCom y se comienzan a realizar las mediciones a la tablilla que no debe oscilar, así se evita que se incline lacaída.

Figura 1:

Figura 1: Tablilla de acrílico con las dos cintas reflectantes.

1. Descripción del recorrido en caída libre:

“La tablilla se ajusta al electroimán que está conectado a la cámara, y se espera que la tablilla no oscile antes de iniciar la medición. Se suelta la tablilla del electroimán y con el software se registra la posición en función del tiempo.”

Las posiciones quecaptó el programa Videocom quedan expresadas en el siguiente gráfico:

Gráfico 1:

Gráfico 1: Representación de la posición [m] (eje Y) en función del tiempo [s] (eje X) de las dos cintas reflectantes, la parábola de color rojo representa la posición de la cinta 1 y la de color negro a la posición de la cinta 2.

En el gráfico están expresados los parámetros A, B y C de las ecuaciones delas parábolas que representan la posición de ambas cintas, las ecuaciones empíricas expresadas son de la forma de una cuadrática , estos parámetros son comparados con los parámetros de la ecuación teórica de cinemática que entrega posición en función del tiempo:

(1)

Donde A corresponde a , B corresponde a y C a , se busca el error porcentual entre los parámetros obtenidosexperimentalmente y los teóricos, a través de la ecuación de error porcentual:


(2)

La gravedad teórica utilizada en este informe es de 9,7943 ± 0,01 , que es la gravedad medida en el Campus Santiago, San Joaquín.

Ecuaciones empíricas:

Cinta 1: (3)
Cinta 2: (4)

Ecuaciones teóricas:

Cinta 1: (5)
Cinta 2:(6)

Errores porcentuales:
Cinta 1

A = -3,31118 %
B = 100%
C = 1,3320 %

Cinta 2

A = -3,47709 %
B = 100%
C = 100 %

Para la comprensión de la obtención de estos valores, se recomienda revisar el apéndice.

Se aprecia que en el caso de la cinta 1 y la cinta 2, el parámetro B de la ecuación empírica, que representa a la de la ecuación teóricaposee un error porcentual igual al 100%, esto se debe a que, sabiendo que la tablilla parte del reposo lo que implica una velocidad inicial igual a 0, cualquiera sea el valor obtenido empíricamente del parámetro B se obtendrá este resultado del 100%.

Este fenómeno también se observa en el caso del parámetro C que en la ecuación teórica representa la posición inicial, ya que en el eje de...