Informe fisica

Universidad Técnica Federico Santa María
Campus Santiago
Laboratorio Física 110
Segundo Semestre 2010
EXPERIENCIA N°2
CAIDA LIBRE DE UN CUERPO
Fecha: 04-10-2010
Patricio Torres (201004696-6 patricio.torress@alumnos.usm.cl)
Aldo Uribe (201004791-1 aldo.uribe@alumnos.usm.cl)
Lunes 112-B

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Resultados
En el análisis de la caída libre deun cuerpo se experimentó una tablilla con dos cintas reflectantes separadas de 20[cm], cuyo movimiento fue captado por la cámara VideoCom. Su software calculó la velocidad y aceleración de la caída,que en este caso sería la gravedad.
Se buscó el valor de la aceleración de gravedad en tres casos distintos:

Caída libre con masa constante:
En primera instancia la masa del cuerpo fue constante de91,3[g]. Se detalla a continuación los valores teóricos y experimentales apreciados en la primera medición.

A | B | C |
4,94 m/s2 | 0,102 m/s | 0,0006 m |
Tabla 1: Valores obtenidos en la experiencia según la fórmula de itinerario

Según la formula
Yt=Y0+V0t+12gt2
Formula 1: Formula de Itinerario para caída libre, tomando el punto de altura máxima como el valor inicial de posición.Donde A=12g ; B=V0 ; C = Y0 .
Se obtuvo la siguiente información de la aceleración de gravedad en la experiencia.

  | g | V0 | X0 |
Valores Empíricos | 9,88 | 0,102 | 0,0006 |
Valores Teóricos | 9,79 | 0 | 0 |
Tabla 2: Comparación de los valores teóricos y empíricos

A partir de esto se buscó obtener un valor experimental de g tal que el error experimental sea mínimo, para aquello sedejó caer en 8 ocasiones la tablilla con masa constante, obteniendo los siguientes resultados:

Medición | Aceleración (m/s2) |
1 | 9,89 |
2 | 9,90 |
3 | 9,90 |
4 | 9,75 |
5 | 9,90 |
6 | 9,90 |
7 | 9,78 |
8 | 9,75 |
Promedio | 9,85 |
Tabla 3: Aceleración obtenida en cada medición.

Los datos de la Tabla 1, son representados por el siguiente gráfico:
Aceleración de gravedadMedición
Aceleración de gravedad

Gráfico 1: Gravedad v/s número de medición.

El error porcentual obtenido fue de 0,61%

Caída libre con masa variable:
A la tablilla mencionada anteriormente, se añadió un peso distinto, en forma aleatoria, en las 8 mediciones:

Medición | Aceleración [m/s2] | Masa[g] |
1 | 9,84 | 111,3 |
2 | 9,88 | 101,3 |
3 | 9,88 | 121,3 |
4 | 9,90 | 106,3|
5 | 9,90 | 96,3 |
6 | 9,78 | 116,3 |
7 | 9,90 | 126,3 |
8 | 9,92 | 131,3 |
Promedio | 9,88 |   |
Tabla 4: Medición de aceleración de gravedad con masa variable.

Los datos de la Tabla 4 tienen la siguiente representación gráfica:
Medición

Gráfico 2: Gravedad v/s número de medición con objeto de masa variable

Teniendo en cuenta que la masa variante del objeto no influye en suaceleración de gravedad es posible calcular el error porcentual de la gravedad calculada:
Error experimental: 0,90%

Caída libre con roce:
Para aumentar el roce se agrega cintas “Post it”, adheridas a la tablilla.

Medición | Aceleración (m/s2) |
1 | 9,47 |
2 | 9,61 |
3 | 9,42 |
4 | 9,62 |
5 | 9,41 |
6 | 9,42 |
7 | 9,45 |
8 | 9,57 |
Promedio | 9,50 |
Tabla 5: Medición deaceleración de gravedad con fuerza de roce

Los datos de la Tabla 5 tienen la siguiente representación gráfica:

Medición
Aceleración de gravedad

Gráfico 3: Aceleración de gravedad bajo los efectos del roce v/s medición

Con los datos obtenidos anteriormente y con la aceleración de roce, es posible calcular la fuerza de roce presente en las últimas mediciones con la siguiente formula defuerza neta:

Fp- Fr=ma
Formula 2: Fuerza neta en el experimento.

Sabiendo que Fp es la masa del cuerpo (0,0913 [Kg]) por el promedio de aceleración de las primeras 16 mediciones (9,86 [m/s2]). Y a es el promedio de aceleración del cuerpo bajo los efectos de la fuerza de roce.

0,9002750625 -Fr=0,86735

Fr=0,3326[N]

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Discusión y...