Practica 3 Caida Libre

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL DE INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS.

SECUENCIA: 1IV20

FECHA DE REALIZACION DEL EXPERIEMENTO:
27/08/2012

LABORATORIO DE MECANICA CLASICA

FECHA DE ENREGA DEL REPORTE:
24/09/2012


PROFESOR: ISMAEL ALFREDO RODIRGUEZ FLORES.

PRACTICA 3: “CAIDA LIBRE”

OBJETIVO:
* Conocer lascaracterísticas de la caída libre de los cuerpos, aplicando las ecuaciones de cinemática aprendidas para determinar los errores en las mediciones de la constante de gravitación universal, considerando el experimento sin influencia del aire.
MATERIAL UTILIZADO:
* PIE EN “A”
* NUEZ DOBLE
* VARILLA CUADRADA DE 1.25 [m]
* APARATO DE CAIDA LIBRE
* REGLA CUADRADA
* CONTADOR DIGITALELECTRONICO (PHYWE)
* CABLES
* BALIN

DESARROLLO:
Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad.
* Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caídalibre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo.
* En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.
La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre es tan importante en la Física que recibe el nombre especial de aceleración de la gravedad y se representa mediante la letra g.
Lugar | g (m/s²) |   | Hemos dicho antes que la aceleración de uncuerpo en caída libre dependía del lugar en el que se encontrara. A la izquierda tienes algunos valores aproximados de g en diferentes lugares de nuestro Sistema Solar.Para hacer más cómodos los cálculos de clase solemos utilizar para la aceleración de la gravedad en la Tierra el valor aproximado de 10 m/s² en lugar de 9,8 m/s², que sería más correcto. |
Mercurio | 2,8 | | |
Venus | 8,9 | | |Tierra | 9,8 | | |
Marte | 3,7 | | |
Júpiter | 22,9 | | |
Saturno | 9,1 | | |
Urano | 7,8 | | |
Neptuno | 11,0 | | |
Luna | 1,6 | | |
En el gráfico y en la tabla se puede ver la posición de un cuerpo en caída libre a intervalos regulares de 1 segundo.
Para realizar los cálculos se ha utilizado el valor g = 10 m/s².
Observa que la distancia recorrida en cada intervaloes cada vez mayor y eso es un signo inequívoco de que la velocidad va aumentando hacia abajo.
tiempo (s) |   0   |   1   |   2   |   3   |   4   |   5   |   6   |   7   |
posición (m) | 0 | -5 | -20 | -45 | -80 | -125 | -180 | -245 |
Ya hemos visto que las gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo pueden proporcionarnos mucha información sobre las características de un movimiento.
Para lacaída libre, la gráfica posición tiempo tiene la siguiente apariencia:
Recuerda que en las gráficas posición-tiempo, una curva indicaba la existencia de aceleración.
La pendiente cada vez más negativa nos indica que la velocidad del cuerpo es cada vez más negativa, es decir cada vez mayor pero dirigida hacia abajo. Esto significa que el movimiento se va haciendo más rápido a medida quetranscurre el tiempo.
 
Observa la gráfica v-t de la derecha que corresponde a un movimiento de caída libre.
Su forma recta nos indica que la aceleración es constante, es decir que la variación de la velocidad en intervalos regulares de tiempo es constante.
tiempo (s) |   0   | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
velocidad (m/s) |   0   |  -10  |  -20  |  -30  |  -40  |  -50  |
La pendiente negativa nos indica quela aceleración es negativa. En la tabla anterior podemos ver que la variación de la velocidad a intervalos de un segundo es siempre la misma (-10 m/s). Esto quiere decir que la aceleración para cualquiera de los intervalos de tiempo es:
g = -10 m/s / 1s = -10 m/s/s = -10 m/s²

Ecuaciones para la caída libre
Recuerda las ecuaciones generales del movimiento:
e = vo·t + ½·a·t²
vf = vo + a·t...