guialab memo

Guía de laboratorio. Apéndice: Modelo de memoria T.E. de Física General

Medida de la aceleración de la gravedad 
J. Pérez García1 y A. Martínez González2
Técnicas Experimentales en Física General. Grupo A. Subgrupo A1
Práctica realizada el 15 de diciembre de 2004. Curso 2003-2004
Fecha de impresión: martes, 16 de diciembre de 2003

Resumen

GUÍA DE LABORATORIO

En esta práctica se ha realizadoun sencillo experimento para determinar la aceleración de la gravedad con
precisión. El método se basa en determinar la aceleración de la gravedad para bolas de distintas densidades y
extrapolar el resultado para densidad infinita. Con este método se evita la molesta influencia de la resistencia del
aire y se obtiene un valor de la aceleración de la gravedad que difiere sólo en 10-4 del valoraceptado.

INTRODUCCIÓN

para las asignaturas de

TÉCNICAS EXPERIMENTALES
del primer ciclo de la Licenciatura en Física

Apéndice: Modelo de memoria 1

Es bien conocido que la aceleración debida a la gravedad es la misma para todos los cuerpos
en caída libre, y es casi constante al movernos sobre la superficie terrestre (Sears y Zemansky
1966) si no nos desplazamos demasiado en altura.
La medidaprecisa de la aceleración de la gravedad g es un campo de investigación constante
por la transcendencia tecnológica que tiene en la actualidad (Marson and Faller 1986,
http://bgi.cnes.fr).
Uno de los métodos más sencillos para determinar el valor de g consiste en estudiar la caída
libre de una pequeña bola. Si el experimento se realiza en el vacío, la segunda ley de Newton
nos indica que la caída librees un movimiento uniformemente acelerado (si la variación en
altura no es excesiva y puede considerarse que g no varía), y por ello podremos determinar su
aceleración midiendo tiempos y espacios recorridos; en este caso, el resultado será
independiente del material de la bola.
Pero si el experimento se realiza en el aire esto ya no es así. Sea cual sea el material de la
bola, si el experimento serealiza en el aire, está siempre estará sometida a la fuerza de la
gravedad y a la resistencia del aire (que depende de la velocidad). Por lo tanto, para cada bola
se obtendrá un valor de g distinto: cuanto mayor sea el peso de la bola, menor será la
importancia la resistencia del aire frente a aquella y mayor el valor g obtenido, de tal manera
que para una bola con densidad infinita podemossuponer que la resistencia del aire es
despreciable frente a la fuerza de la gravedad y el valor de g obtenido corresponderá a la
aceleración de la gravedad que se obtendría en vacío.
El presente experimento parte de este hecho: una esfera de un material con densidad cercana
al infinito (como una estrella de neutrones) presenta una resistencia despreciable en aire
(Schoch and Winiger 1991). Aunque nopodemos obtener dicho material, sí podemos usar
esferas de diferente densidad y extrapolar los resultados para densidad infinita. El
1
2

2

pergar@alumni.uv.es
margon@alumni.uv.es
LICENCIATURA EN FÍSICA

Guía de laboratorio. Apéndice: Modelo de memoria T.E. Mecánica y Ondas

procedimiento consiste en medir con tanta precisión como sea posible los valores de g para
esferas de tungsteno, aluminio,acero y PVC en aire. Los valores de g medidos (gexp) serán
menores que nuestro valor verdadero de g, glocal = 9.806315 ms-2, debido al efecto de la
resistencia del aire. Extrapolando los resultados experimentales para una bola de densidad
infinita obtendremos un valor de g compatible con glocal.

Guía de laboratorio. Apéndice: Modelo de memoria T.E. de Física General

Los materiales de las bolasusadas en esta práctica han sido PVC (plástico), aluminio, acero y
tungsteno. La densidad de este último es muy alta (≈20 g/cm3). El diámetro de cada esfera es
20.0±0.05 mm.

MATERIAL Y MÉTODOS
El esquema del montaje del presente experimento se muestra en las Figura 1 y 2. El sistema
consta de un sistema neumático para sujetar y dejar caer la bola, y de tres células
fotoeléctricas conectadas a...