practica fisica

El cel ens cau a sobre!
Guió de treball elaborat pel professor Tavi Casellas
Què fem?
Obre la pàgina www.fislab.net (Física Laboratori per internet) d’en Tavi Casellas i engega l’applet de caiguda lliure dintre de l’apartat Applets.
Aquest applet el moviment d’una pilota en caiguda lliure, és a dir sotmesa únicament a l’acció de la gravetat (el seu propi pes). Així doncs suposem que lapilota de bàsquet no té cap mena de fricció amb l’aire.
Observa...
L’applet té un botó a la barra superior per controlar el moviment: Inici / Pausa / Continua / Reset.
A la barra superior podem entrar valors a diferents paràmetres del moviment (altura inicial, velocitat inicial...).
Tots els elements vermells de la pantalla són sensibles al ratolí i, per tant, permeten modificar també elsparàmetres (velocitat inicial, altura final...).
A la barra inferior podem llegir els valors instantanis de la pilota en qualsevol moment de l’animació.
L’animació pot funcionar automàticament (botó Inici / Atura) o bé podem avançar i retrocedir en el temps arrossegant amb el ratolí la doble fletxa vermella de les gràfiques.
Activitats
Per començar hauries de “jugar científicament” durant una estonaamb l’applet, és a dir, varia les condicions inicials de la caiguda (altura i velocitat) i observa el moviment de la pilota així com les gràfiques a-t, v-t i y-t de la dreta.
Quan llenço la pilota des de terra cap amunt, quina és l’acceleració i la velocitat de la pilota...? Omple la següent taula.

Acceleració
(positiva, negativa, nul·la)
Velocitat
(positiva, negativa, nul·la)
Quan pujaNegativa
Positiva
Quan està a l’altura màxima
Negativa
Nul·la
Quan baixa
Negativa
Negativa
Comprova-ho i observa-ho a l’applet amb els valors 0 / 20 / 0.



Deixes caure des de dalt d’un helicòpter (a 300 metres del terra) un objecte.
Calcula els valors de la seva posició en els instants 1, 2, 3, 4... segons després de deixar-lo. Recorda que la posició la calcules y = y0 + v0·t + ½·g·t2i que g és l’acceleració de la gravetat (-9,81 m/s2).

Posició (m)
Temps t (s)
Expressió matemàtica
Resultat y (m)
0
Y=300+Vo·1/2 – 9,81·0^2
300m
1
Y= 300 + Vo · 1+ 1/2 -9,81 · 1^2
295'1m
2
Y= 300 + Vo · 2+ 1/2 – 9,81 · 2^2
280'4m
3
Y= 300 + Vo · 3+ 1/2 – 9,81 · 3^2
255'9m
4
Y=300 + Vo · 4+ 1/2 – 9,81 · 4^2
221'52m
Comprova-ho i observa-ho a l’applet amb els valors 300 / 0 /0.
Omplint la taula següent, calcula els metres que ha baixat a cada segon que passa
Instant t (s)
Alçada y (m)
Alçada (m) que ha baixat en 1 segon
0
300
-
1
295
4'9
2
280'4
14'6
3
255'9
24'5
4
221'52
34.38
Ara, observant els resultats de la taula anterior, acaba la frase següent:
En aquesta situació, observem que el desplaçament de la pilota durant cada segon quetranscorre... és més gran cada metre per segon.

Tria la gràfica a-t correcta del moviment d’una pilota en caiguda lliure (la llancem cap amunt i torna a caure) i justifica la resposta.


Observa a l’applet la resposta correcta amb els valors 0 / 30 / 0.
Ara pensa com serà la gràfica v-t de les caigudes lliures següents. Dibuixa-les en el paper abans d’observar-les en l’applet.
Deixo caure una pilotades d’una alçada (500 / 0 / 0)

Llenço la pilota des de terra i torna a caure (0 / 80 / 0)

Llenço del terrat d’un edifici una pilota cap avall (50 / -10 / 0)

Quina és la característica comuna de les tres gràfiques v-t dels moviments de caiguda lliure anteriors?

Com és la gràfica y-t del moviment de caiguda lliure?
Simula amb l’applet tres moviments, observa en cada cas com és la gràficay-t del moviment i contesta...
Una pilota que la llenço des de terra cap amunt i torna a caure.

Una segona pilota que la deixo caure des d’una alçada fins el terra.

Una tercera pilota que la llenço cap a baix des de dalt del terrat d’un edifici.

Dibuixa esquemàticament les tres gràfiques.



(Acaba la frase) En el primer cas, el vèrtex de la paràbola coincideix amb l’instant en...