CAIDA LIBRE UNIVERSIDAD DEL CAUCA INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
ALDAIR BOLAÑOS MONTILLA,
[email protected] [email protected] BRAYAN STIBEN CERON, nanoconkarol9520@ uinicauca.edu.co DEINY MARYELI CORDOBA,
[email protected] BRIGITH ALEJANDRA JOAQUI,
[email protected] [email protected]
Resumen
En esta práctica de laboratorio se realizó realizó el procedimiento de caída libre, libre, para ello se utilizó el aparato de caída libre libre este estaba acompañado acompañado de un electroimán electroimán el cual soltaba el balín; a lo largo del aparato de caída libre libre se disponen dos sensores sensores los cuales se cambian de posición para marcar diferentes diferentes distancias, cuando cuando el balín pasa por por el primer sensor el cronometro cronometro se activa empezando a correr el tiempo y solo se detiene en el momento en el que el b alín cruza el segundo sensor. Para esta práctica se tomaron diez distancias cada una de ellas con dos intervalos de tiempo, con dichos dichos datos se obtuvo velocidad, velocidad, pendiente y gravedad. Con esto se logró logró determinar la relación entre tiempo y distancia, además se realizaron las gráficas: de la distancia recorrida por el balín vs el tiempo y la gráfica de velocidad vs tiempo.
Contenido
El movimiento uniformemente acelerado es el movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio, en donde se toma la velocidad inicial cero cuando se deja caer. Además es uno de los movimientos más importantes en el campo de la física, determinado por fuerzas gravitatorias que adquieren los cuerpos al caer hacia la tierra sin tener en cuenta fuerzas de fricción en este caso la del aire. En general la caída libre es un movimiento vertical en el cual se deja caer un cuerpo con
velocidad inicial igual a cero solo actúa la fuerza de gravedad y el tiempo; se realiza bajo dos condiciones ideales: la ausencia de roce con el aire y una aceleración aceleració n de gravedad constante. Leyes de caída libre de los cuerpos -
-
Todos los cuerpos caen al vacío con la misma aceleración. Los cuerpos adquieren velocidades que son proporcionales a los tiempos t iempos que emplean en la caída. Los espacias que recorren los cuerpos al caer, están en proporción
directa de los cuadrados de los tiempos que tardan en recorrerlos.1,2
Para este caso la aceleración es de
361.6087184 Con las siguientes ecuaciones se calcula la pendiente.
=
Donde N es el número
Tabla 2 Promedio de los datos
de datos.
Y (cm) 16
Análisis de resultados
Tabla 1 Distancia y promedio
24 y(cm) 16 24 36 42 48 54 60 68 100 122
=
T (s) 0.167 0.168 0.208 0.208 0.302 0.302 0.324 0.323 0.344 0.343 0.361 0.360 0.381 0.382 0.403 0.403 0.482 0.480 0.529 0.529
∑ ∑ ∑ ∑ (∑ )
= 361.6087184
= 7.232174368
∑ −∑ ∑ ∑ −(∑ )
2
= 2
= + → = + =
1
Promedio t (s) 0.167
36
0.208
42
0.302
48
0.323
54
0.343
60
0.360
68
0.381
100
0.403
122
0.481
570
0.529
T (s)
V =y/t
t.v
0.16 75 0.20 8 0.30 2 0.32 3 0.34 3 0.36 0 0.38 1 0.40 3 0.48 1 0.52 9 3.49 8
95.52238 806 115.3846 154 119.2053 98 130.0309 598 139.7379 913 150
16
0.02805 625 0.04326 4 0.09120 4 0.10432 9 0.11799 225 0.1296
157.4803 15 168.7344 913 207.9002 079 234.5141 777 1516.310 402
60
24 36 42 48 54
68 11 122 570
0.14516 1 0.16240 9 0.23136 1 0.27984 1 1.33288 65
Porcentaje de error:
Este nos indica el error experimental que se presentó en la gravedad con respecto al valor teórico de la gravedad de Popayán que Grafica 1 Y vs t En la gráfica de distancia vs tiempo se observa una curva creciente semiparabolica lo que quiere decir que y es proporcional a por lo cual el movimiento lleva una aceleración constante indicando que el cálculo de la pendiente es confiable. En la gráfica se observa que hubo un punto desviado lo que indica un error por tanto la gravedad cambiara; este error se pudo ocasionar por el manejo de los instrumentos, además la distancia que se tomaba no era totalmente confiable, ya que pudo existir en error humano también por la resistencia del aire, la densidad y el área de contacto del objeto. Gravedad de Popayán Formula internacional de la gravedad 2 = 978:0495[1 + 0:005289sin β 2 0:0000073sin 2 β]
g
β = Latitud de Popayán β = 2.433
g= 978.4885997 cm La gravedad de Popayán se encuentra con la formula internacional de la gravedad en donde se remplaza la latitud del lugar. 3
se obtiene con la latitud 978.4885997 978.4885997
.
. se pasa a metros
9.784885997 m % =
=
% 9.784885997 7.232174368 9.784885997
100
100
= 26.08%
Este error pudo ocasionarse por la diferencia entre las medidas tomadas en el objeto de caída libre, ya que en inicio se tomaron valores muy pequeños y luego agrandamos la diferencia pero sin tomar en cuenta la proporción. Al comparar la gravedad experimental con la gravedad teórica se nota una diferencia amplia esto causa que la gravedad experimental está alejada de la real. Nota: el error del instrumento con el que se toma el tiempo es de 1 milisegundo.
- La aceleración de un objeto en caída libre es constante es decir que la aceleración de gravedad no depende de la altura de donde se deja caer al objeto. - Todo cuerpo en condiciones ideales caerá con la misma velocidad, debido a la fuerza de aceleración gravitacional.
Grafica 2 V vs t En esta grafica da una recta ya que la aceleración es constante. El valor de es la velocidad con la que inicia el movimiento de caída libre el balín. =
∑ ∑ ∑∑
-En caída libre los datos puede variar por factores como por ejemplo la resistencia del aire, área de contacto y la densidad del objeto, aunque estos factores en caída libre no se tienen en cuenta. - El movimiento de caída libre se caracteriza por presentar una velocidad de 0 m/s y una aceleración la cual es la gravedad y esta varia dependiendo del lugar de la tierra en donde se encuentre.
∑ (∑)
= 0.24952
Conclusiones
-No hubo presión en cuento al valor real de la gravedad ya que el valor experimental fue alejado y con un margen de error de 26.08%. -La gravedad experimental que se obtuvo en el laboratorio es constante como se puede verificar en la gráfica número 1. -La velocidad no inicio en cero lo cual indica un error instrumental que afecta el objeto en caída libre. -La distancia que recorre el balín es directamente proporcional al tiempo es decir entre mayor sea la distancia mayor será el tiempo.
- Con las ecuaciones de posición con respecto al tiempo y velocidad con respecto a tiempo, se puede saber lo que va ha pasar en un valor de tiempo dado, y se puede hallar el tiempo que se demora en caer un cuerpo desde una altura determinada.
BIBLIOGRAFIA [1]Grancoli, c. Douglas, Física, P principios con aplicaciones, editorial, Pearson educación, México, 2006, sexta edición, pág. 31 [2]Es.wikipedia.org/wiki/Caída _ Libre, fecha de consulta 14/04/2014 [3] es.db-city.com, fecha de consulta 21/04/2014 [4] Laboratorio oscilaciones de un péndulo simple; http://univirtual.unicauca.edu.co.
