Física, Caída Libre

FISICA I


“Caída Libre”


Materia: Física I - Laboratorio


Analizar la Ley de Posición- Tiempo para la caída libre; es decir, determinar el tiempo en función de la distancia recorrida (desde la posición inicial hasta la posición final) que tarda una esfera de acero en caer libremente.


Introducción
El presente informe se basará en la determinación del tiempo que tarda encaer un objeto desde una posición inicial hasta una posición final de forma libre; con el fin de analizar la variación del tiempo ante las diferentes distancias.
Cuando un objeto comienza a caer de forma libre, su posición instantánea es definida por la ecuación:
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En donde “g” es la fuerza de gravedad, y “t” el tiempo que tomó la esfera de acero en recorrer ladistancia determinada (Suponiendo que t0=0)

Para la realización de esta experiencia, previamente se debe armar el sistema de medida que consta de un soporte, tornillos niveladores, tornillo axial del electroimán, un electroimán, una palanca o interruptor (que posee una superficie de caucho), cables de conexión (Figura 1). Este sistema debe estar enchufado a una fuente de alimentación decorriente de 6V preferentemente.


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Ilustración 1 - Montaje del experimento para determinar la ley posición-tiempo para la caída libre
(a( Tornillos niveladores de la base de soporte; (b( Mordaza para sujetar la palanca - interruptor; (c( palanca - interruptor; (d( Tornillo axial del electroimán.

En primer lugar se alinea de forma perpendicular el soporte con lostornillos niveladores; luego se enciende la fuente de alimentación de corriente de 6V y se sujeta la esfera de acero en el extremo saliente inferior del electroimán.


En segundo lugar se coloca el contador digital en la modalidad de “medición de tiempo” y se presiona el botón de “puesta en cero”. Se debe sujetar la mordaza en la posición mas baja posible, para luego ajustar la palanca ointerruptor de tal manera que la esfera al caer libremente golpee la superficie de caucho haciendo detener el contador de tiempo en ese instante.


A partir de este momento, se puede comenzar la experiencia, repitiendo las mediciones 10 veces en cada una de las distancias elegidas, para luego volcarlas en una tabla de posición en función del tiempo. El error del sistema es de 0,1 cm, el cualafecta a la posición o distancia que se tomó.





Materiales y Métodos

1. Soporte

2. Tornillos niveladores

3. Fuente de alimentación de corriente de 6V

4. Cables de conexión

5. Contador digital

6. Electroimán

7. Esferas de acero de distintos tamaños

8. Llave de Morse

9. Palanca o interruptor

10. Regla Vertical

11. Mordaza

Para larealización de la experiencia, luego del montaje de la misma (explicado en el ítem anterior), se comienza colocando la esfera de acero en la saliente inferior del electroimán, y ajustando la corriente hasta que el mismo sostenga la esfera sin que se produzca un zumbido.


Luego se regulan los punteros de la regla vertical desde la parte inferior de la esfera hasta la superficie de caucho,midiendo así la distancia recorrida de la misma al caer. Se coloca el contador digital en la modalidad deseada y se ajusta la palanca o interruptor de forma tal, que la esfera al caer se golpee con la misma deteniendo el contador de tiempo en ese instante. Se golpea la llave de Morse fuerte pero breve.


En este momento, se lee el tiempo total en el contador digital, que estará dado enmilisegundos, y la distancia recorrida en la regla vertical, en centímetros. Se debe tener en cuenta también, que luego de cada medición se debe ajustar nuevamente la palanca del interruptor y colocar el contador en cero.


Este proceso de medición se debe llevar a cabo 10 veces para luego calcular el valor medio de los tiempos medidos y su correspondiente error. Luego se vuelcan las...