Ensayo Caida Libre

PRACTICA # 2

CAÍDA LIBRE

1. OBJETIVO GENERAL

• Es el estudio de un cuerpo u objeto en Caída libre.

2. OBJETIVO ESPECIFICO
• Determinar y valida la ecuación experimental del movimiento en caída libre.
• Determinar el valor de la ecuación de la aceleración de la gravedad”g”.

3. FUNDAMENTO TEORICO

Es bien conocido que en ausencia de la resistencia del aire, todos loscuerpos que se dejen caer cerca de la superficie de nuestro planeta caen hacia esta con la misma aceleración constante bajo la influencia de la gravedad de la tierra.

Según Aristóteles, los cuerpos caen con una velocidad proporcional a su peso, es decir, que los objetos pesados caen más rápido que los ligeros.

El italiano Galileo Galilei (1564-1642) origino nuestras ideas actuales en relacióncon la caída de objetos. El demostró el comportamiento de objetos que caen al observar que dos pesos diferentes, lanzados simultáneamente desde la torre inclinada de pis, llegaron al suelo casi al mismo tiempo. Décadas mas tarde, Newton demostró que en el vació (ausencia de la resistencia del aire) todos los cuerpos caen con la misma aceleración en un punto de la superficie terrestre aun cuandosean muy diferentes en peso y tamaño.

Esta aceleración, llamada aceleración de la gravedad terrestre “g”, es una consecuencia de la fuerza de atracción que ejerce la tierra sobre cualquier objeto situado en su superficie según:

Donde:
G= Constante de gravitación universal
M= Masa de la tierra
m= masa delobjeto
R= Distancia que separa lasa masas (radio de la tierra)

Como esta fuerza de atracción es inversamente proporcional a la distancia que separa ambas masas, es razonable pensar que la gravedad terrestre disminuya a medida que el objeto se aleje de su centro. Para puntos situados a una misma distancia del centro de la tierra, el valor de “g” debe permanecer constante.Si un objeto se suelta desde el reposo, la altura “h” que cae en un tiempo “t”, esta dada por la ecuación:

[pic]
Con V0=0

[pic]

Esta ecuación nos muestra que la aceleración de la gravedad ”g” puede calcularse midiendo el tiempo que emplea el objeto en caer la altura. Para este fin, el mecanismo, al soltarse la esfera metálica pone enmarcha el cronometro y, luego de caer la altura, el impacto de la esfera contra la base detiene el cronometro.

Con la finalidad de probar la validez de esta ecuación, para distintas alturas de caída medimos los tiempos empleados, obtendremos un conjunto de puntos experimentales (t, h), que al ser graficados de acuerdo con la ecuación, nos mostrara una curva potencial de la forma:[pic]

Donde:
[pic]; n=2

La validación de la ecuación de caída libre, se realiza determinando experimentalmente “K” y “n”, y luego comparándolos con los valores teóricos. Para este fin, se linealiza aplicando logaritmos.

Log h = Log k + n Log t

Y cambiamos de variable:

y= Log h; A= Logk ; x= Log t

Obtenemos la ecuación lineal

Y = A + nx
Esta ecuación es equivalente a [pic] , de modo que probando la validez de la ecuación lineal habremos probado también la validez de la ecuación teórica.

4. MATERIAL Y EQUIPO

• Mecanismo de liberación de la esfera
• Detector de impacto
• Cronometro
• Esferametálica o de cristal
• Regla de 1m

5. DATOS (Ver hoja adjunta)

6. Procedimiento

1) Instale el equipo de caída libre fijando en la parte superior el mecanismo de liberación de la esfera, y a una cierta altura, el detector de impacto.
2) Practique con el equipo de caída libre verificando que el mecanismo liberador de la esfera suelte la esfera y ponga en marcha el...