Estudio del movimiento de caída libre de un cuerpo usando software de simulación. Laboratorio.

Estudio del
movimiento de caída
libre de un cuerpo
usando software de
simulación.
Laboratorio 1
Física Enfermería
Ciencias Básicas II
Profesor Richard Campusano

Autores: María Marín Espejo; Jasmina Segovia Araya; Jorge Illanes Fernández

Planteamientos de Objetivos
 Estudiar

el movimiento de la caída libre.
 Estudiar el comportamiento de la
posición y la velocidad de uncuerpo en
caída libre.
 Estudiar los efectos de la gravedad en
distintos planetas.
 Indagar acerca de los efectos de la
gravedad en la vida de las personas.

Marco Teórico
En física, se denomina caída libre al movimiento de un
cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Este
es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. La
distancia recorrida se mide sobre lavertical y corresponde, por
tanto, a una altura. En el vacío el movimiento de caída es de
aceleración constante, siendo dicha aceleración la misma
para todos los cuerpos, independientemente de cuales sean su
forma y su peso. La presencia de aire frena ese movimiento de
caída y la aceleración pasa a depender entonces de la forma
del
cuerpo,
pero,
no
obstante,
para
cuerpos
aproximadamenteesféricos, la influencia del
medio sobre el movimiento puede despreciarse
y tratarse, en una primera aproximación,
como si fuera de caída libre. La aceleración
en los movimientos de caída libre, conocida
como aceleración de la gravedad, se representa
por la letra g.

Marco Teórico
El trabajo realizado en esta sesión de laboratorio se
basa en estudiar este movimiento de caída libre, enrelación a
la posición del cuerpo y la velocidad que adquiere, y para
esto se analizaron caídas libres del mismo objeto en distintos
planetas por medio softwares. Los planetas analizados
utilizados y sus gravedades fueron los siguientes:
Planeta

Gravedad (g)

Mercurio

3.7

Venus

8.87

Tierra

9.81

Marte

3.71

Júpiter

23.12

Saturno

8.96

Urano

8.69

Neptuno11.00

Marco Teórico
Y los modelos matemáticos usados fueron:
Caso

Modelo Matemático

Movimiento Caída Libre

y2 = y1 – 0,5 gt2

Velocidad

V = gt

Para poder hacer un análisis comparativo fue necesario
determinar la misma distancia en todos los casos las cual fue
de 100 metros, pero el tiempo analizado no tuvo restricción, se
usó el necesario para ver cuándo el cuerpo tocóel suelo.

Descripción del software y
equipamiento de laboratorio.
La experiencia de laboratorio que se llevó a
cabo sólo se hizo con la utilización de software
computacionales, por lo tanto, en este caso los
equipamientos son sólo el computador. Respecto a
los softwares ocupados, se ocupó mayoritariamente
Modellus 4 y también Grapher 7.
Modellus 4 consiste básicamente en un
softwarecapaz de hacer gráficos animados a partir
de algún modelo matemático específico. Es capaz
de identificar si el modelo es correcto y también el
tipo de modelo que es, siendo lo modelos utilizados
en este laboratorio un modelo de caída libre y otro
de velocidad.

Descripción del software y
equipamiento de laboratorio.
Crea gráficos animados que muestran cómo
caería una partícula, y en quémomento tocaría el
suelo, en relación a la gravedad del planeta y la
distancia desde donde cae la partícula, por un
lado, y por otro permite confeccionar gráficos
diferentes que ilustran las velocidades que toma la
partícula cuando cae y qué velocidad tiene
cuando impacta.
Grapher 7 es un software capaz
de fabricar gráficos a partir de una base
de datos, que permite observar la relaciónque puedan tener dos variables distintas.

Definición del diseño
experimental
Los procedimientos para realizar el trabajo de
laboratorios deben ser de la siguiente manera:
1.
Ejecutar el programa Modellus.
2.

Introducir primero el modelo matemático de
caída libre (y2 = y1 – 0,5 gt2) y apretar el botón
“Interpretar”
del
menú
“Modelo”
para
comprobar si es correcto o no....