Caida libre de los cuerpos (1).docx

“OBTENCIÓN DEL VALOR DE LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD, CASO DE CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS” Laboratorio No 5 Grupo No 1 Julián Andrés Osorio Arcila (1664604), Yessika Lorena Orejuela Escobar (1664613), Jefferson Steiner Hernández Ortiz (1760680): Carlos Andrés Cuartas, Universidad del Valle sede Zarzal, Facultad de Ingeniería, ingeniería Industrial, 22 de Marzo de 2.017.

1. OBJETIVOS 1.1 Objetivo General: 

Obtener el valor de la aceleración de la gravedad a partir de instrumentos electrónicos de laboratorio.

1.2 Objetivos Específicos: 







Usar instrumentos electrónicos que posibiliten la obtención del valor de la aceleración de la gravedad. Tabular los datos adquiridos durante la práctica de laboratorio para la obtención del valor de la aceleración de la gravedad. Hallar gráfica y analíticamente el valor de la aceleración que se produce en dichos cuerpos en su proceso de caída libre. Relacionar el valor hallado de la aceleración de los cuerpos que caen libremente con el valor propio de la gravedad.

2. Conceptualización teórica: Es importante destacar que para la

realización del presente laboratorio, en un primero momento fue necesario esclarecer el concepto de caída libre que demandaba el experimento anterior. De igual modo, se le dá relevancia a las guías propuestas para la clase que con anticipación se comparten a los estudiantes con el fin de abordar el tema. Algunos interrogantes propuestos dentro de la guía para este experimento y que ayudan a comprender los resultados obtenidos, son los siguientes: 

¿Es posible que todos los objetos caigan en el vacío con la misma aceleración? Es posible que todos los objetos caigan en el vacío con la misma aceleración porque están sometidos a la fuerza gravitatoria, entonces su gravedad es proporcional teniendo en cuenta que su variación dependería de las condiciones específicas que muestre ese planeta con respecto a las fuerzas de atracción gravitacional.



¿Los cuerpos al caer adquieren velocidades que son

proporcionales a los tiempos de su caída libre? Los cuerpos al caer adquieren velocidades que son proporcionales a los tiempos de caída libre debido a que la aceleración es constante, su velocidad aumenta constantemente y acelera con el tiempo. La velocidad de un objeto que cae desde un lugar elevado aumenta cada segundo una cantidad constante. 

¿Cómo se deduce la ecuación de una curva, cuando ésta tiende a ser parabólica? La ecuación de una curva, cuando ésta tiende a ser parabólica se deduce por medio de una aproximación lineal (resultado de una función en un punto cualquiera). La linealización aproxima el resultado de la función cerca del punto x = a.



La ecuación anterior se usa con el fin de hallar un conjunto de datos “y” respecto a “t”. Siendo “Y0” la altura inicial; “V0”la velocidad inicial, “g” la gravedad y “t” el tiempo.

¿Cuál es el método a utilizar para linealizar una curva, cuando su variable independiente está al cuadrado? El método a utilizar para linealizar una curva, cuando su variable independiente está al cuadrado es intercambiar las variables dependientes (independientes) y para las variables independientes (dependientes).

Finalmente, se tuvo en cuenta la siguiente ecuación hallada en la práctica anterior del movimiento rectilíneo variado a la hora de trabajar el movimiento de caída libre:

3. Materiales: Para la puesta en escena del laboratorio es necesario contar con los siguientes materiales:   



Regulador de voltaje para la alimentación del equipo. Balín utilizado como objeto del experimento. Equipo con barra movible que contiene el electroimán, y en cuya base se encuentra el sensor de término de conteo del tiempo. Calculadora Científica. 

Programa Excel

4. Precauciones:  Revisar que las conexiones estén correctas.  Cuando encienda la pantalla, espere el tiempo requerido para que éste pueda ser utilizado.  Coloque el balín en el electroimán, de tal manera que quede asegurado por este.  Oprimir la tecla de inicio y procura tomar el balín luego de

que golpea la superficie lectora de los tiempos.  Tenga cuidado de no ajustar demasiado el tornillo de sujeción del sistema que contiene el electroimán.  Tenga presente que los tiempos suministrados por el cronómetro del equipo son en milisegundos.

 Al momento de realizar las gráficas en función del tiempo, éstas deben ser expresadas en notación científica, teniendo presente que el valor del exponente n, (a×10 n, a ϵ R Λ n ϵ Z) deber de ser el mismo.

5. Datos y observaciones: Como trabajo práctico, durante el laboratorio de caída libre se tomaron datos a diferentes distancias a partir de instrumentos electrónicos con el fin de calcular el valor de la gravedad a través de dicho movimiento, precisando así:

Cálculo del valor de la gravedad a través del fenómeno de caída libre. Datos: Medida de: Altura y=0,1m. Tiempo=0,001s.

Altura y (m)

medida y en metros (m)

Tiempo 1

Tiempo 2

Tiempo 3

Tiempo 4

Tiempo 5

tiempo promedi o

y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

137 198 245 284 318 349 377 403

137 199 246 284 318 349 377 403

137 199 245 284 318 349 376 403

137 198 245 284 318 349 376 403

137 199 245 284 319 349 376 402

137 198,6 245,2 284 318,2 349 376,4 402,8

cálculo del valor de la gravedad a través del fenómeno de caída libre

T^2=A 0,018769

Datos: Medida de: Altura y=0,1m. Tiempo=0,001s. Medida y en Altura y (m) metros (m) 0,1 y1

0,03944196

0,2

y2

0,06012304

0,3

y3

0,080656

0,4

y4

0,10125124

0,5

y5

0,121801

0,6

y6

0,14167696

0,7

y7

0,16224784

0,8

y8 cálculo de m/2= 4,8732

6. Gráficos:

y e n función de t 9 8 7

f(x) = 0.03x - 3.17 R² = 0.98

6 5 Altura Y (M)

4 3 2 1 0 100

150

200

250

300

350

400

450

TIEMPO (0,001S)

Altura Vs Ace le ración 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 ALTURA (M=O,1) 0.4 0.3 0.2 0.1 0

f(x) = 4.88x + 0.01 R² = 1

0

0 .0 2 0 .0 4 0 .0 6 0 .0 8 0 .1 0 .1 2 0 .1 4 0 .1 6 0 .1 8 ACELERACIÓN (T^2=A)

Cálculos y resultados: Como resultado de la experimentación se propone la solución de las siguientes preguntas con el fin de esclarecer lo que se obtuvo: 8. Discusión ¿Qué tipo de gráfica se obtuvo en función del tiempo? El tipo de gráfica que se obtuvo en función del tiempo es una parábola. ¿Qué método es el adecuado para linealizarla? 7.

El método adecuado para linealizarla se da por medio del valor de la pendiente (surge de la velocidad y el tiempo), y se gráfica para este caso con el valor de la aceleración. Significado físico de la recta obtenida, con la correspondiente deducción de su ecuación. El significado físico de la recta obtenida deduce que son proporcionales, lo que significa que durante la caída y duración de ella la velocidad aumenta. Y=0,0266X3,1741. ¿Qué significa el valor de la pendiente? El valor de la pendiente es un intercambio de variables buscando que ambas sean dependientes para linealizarlas y así encontrar la razón de cambio. ¿Qué significa desde concepto físico la pendiente de la recta? La pendiente de la recta es la tangente del ángulo que forma la recta con dirección positiva entre las abscisas. De la gráfica de la posición en la función del tiempo al cuadrado, como es la relación del movimiento representado por la gráfica? El aspecto de la gráfica es parabólico lo cual indica que a medida que el tiempo avanza su altura es mayor, a mayor distancia mayor altura.

9.

Conclusiones :  al realizar la practica de caída libre de los cuerpos se noto que al tomar las distancias menores a 0.2m, no eran coherentes con los mayores datos con distancias mayores a dicho datos.  El proceso del experimento se baso básicamente al teorema del tiempo que tarda en caer en caer un objeto en diferentes alturas, tomando varias veces el tiempo en la misma altura,lo cual se puedo concluir el tiempo es proporcional a variar en la misma altura, (variación del tiempo es poca).  Se tomaron diferentes alturas, grandes, pequeñas, el objeto era atraído por lo superficie terrestre debido a la gravedad, esto varia de acuerdo a las condiciones que se encuentre el objeto, en el caso del experimento realizado en el laboratorio uno de los factores importantes era la mesa, el viento el ruido etc.  en practica había que tener muchos factores en cuenta como reiniciar el dispositivo en cada tirada de la esfera, la mesa, las distancias que se tomaban y en los tiempos que se tomaban.

10. Bibliografías: Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2005). Física para ciencias e ingeniería (Vol. 6). Thomson. Rojo, O. (1979). Física. Fondo Educativo Interamericano Fisica Lab. Recuperado de:.

Arons, A. B. (1970). Evolución de los conceptos de la física.