Ley De Caidas De Graves

APLICACIÓN A LA DETERMINACIÓN DE LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

Obtener el valor de la aceleración de la gravedad a partir de las medidas obtenidas en la caída de un cuerpo desde diferentes alturas.

Así mismo, con los resultados obtenidos, se estudiarán las características del movimiento de caída.

Fundamento teórico

Se conoce que todo cuerpo situado sobre lasuperficie de la tierra experimenta la acción continua de una fuerza constante "su peso"; de no existir obstáculo alguno: Fuerza de rozamiento del aire, presión, o cualquier otra interacción, dicha acción pondría en movimiento uniformemente acelerado al cuerpo.

En mecánica se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio, es decir, su propiopeso. El concepto es aplicable incluso a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad.

En la caída libre se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería independiente de su masa.

Mediciones deespacio y tiempo realizadas con precisión, muestran que la velocidad de los cuerpos en caída libre se incrementa en forma constante; es decir, su aceleración es constante. De este modo, podemos decir que la caída libre no es más que un caso particular del movimiento uniformemente acelerado, en el que la aceleración es “-g”, o dicho de otro modo [pic].

Mediciones en diferentes puntos de la Tierramuestran que g varía de un lugar a otro. Por ejemplo, aumenta con el incremento de la Latitud Geográfica y disminuye al aumentar la altura sobre el nivel del mar.

En consecuencia, para el caso en el que un cuerpo cae libremente a partir del reposo, se deben tener en cuenta las siguientes condiciones:

a=a0=cte.
t0=0
v0=0

Por lo tanto las ecuaciones para un caso general de movimientouniformemente acelerado:

s=s0+v0(t-t0)+1/2a0(t-t0)2
v=v0-gt
v2=v02+2a0(s-s0)

Quedarían resumidas en:

s=s0-1/2gt2 (relación entre distancia recorrida y tiempo empleado)
v=gt (relación entre velocidad adquirida y tiempo transcurrido)
v2=2gs

De estas tres ecuaciones se puede observar que la masa del cuerpo no interviene en estas ecuaciones; por lo tanto, cuando el movimiento es decaída libre, todos los cuerpos, sea cual sea su masa, partiendo del reposo y desde una misma altura, alcanzarán el suelo con la misma velocidad y al mismo tiempo.

Si la caída es en el aire, sobre el cuerpo actuarán además de la fuerza gravitacional, otras fuerzas como la de rozamiento y la presión. Por lo tanto, este movimiento ya no corresponde al de caída libre.

Puede comprobarseexperimentalmente que en el vacío, todos los cuerpos soltados de la misma altura y al mismo tiempo, llegarán al suelo simultáneamente.

MÉTODO EXPERIMENTAL UTILIZADO

Para la realización de este experimento han sido necesarios los siguientes instrumentos de trabajo:

Mecanismo de lanzamiento
Esfera metálica
Plataforma de recepción
Cronómetro eléctrico
Adaptador de corriente
Cinta métrica

Paratomar las medidas deben seguirse los siguientes pasos:

Colocar la placa receptora exactamente debajo del mecanismo de lanzamiento con la placa subida del todo para que al caer la bola pueda hacer contacto.
Tomar, con la cinta métrica, la medida correspondiente entre la placa receptora y el borde inferior de la bola.
Insertar la bola en el mecanismo de lanzamiento, presionando el disparador demanera que la bola quede aprisionada contra el vástago de contacto. De esta forma el circuito estará cerrado.
Una vez conectado y puesto el cronómetro a 0, pulsando el botón reset, se acciona el disparador, permitiendo de este modo que la bola caiga.
El mecanismo del cronómetro se pondrá en marcha cuando la bola deje de estar aprisionada con el vástago y se parará cuando caiga en la placa...