Talle Laboratorio No. 1

TALLER LABORATORIO No. 1 TECNICAS DE MEDICION DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS PRACTICA No. 1 CAIDA LIBRE

RAFAEL LEONARDO BELTRAN JIMENEZ Cód. 283376 JORDI HARICKSON DELGADO LEON JORGE RODRIGUEZ MARTINEZ ID. 319929

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL VILLAVICENCIO 2016

INTRODUCCION ¿Por qué caen los cuerpos? esta pregunta es tan antigua y ha despertado la curiosidad de mentes geniales como GALILEO GALILEI e ISAAC NEWTON quienes

quisieron

dar

una

explicación

lógica

a

una

de

las

interacciones fundamentales de la naturaleza: EL MOVIMIENTO EN CAÍDA

LIBRE. En este informe se analizará el estudio experimental de la interacción que tiene un cuerpo al ser atraído por la gravedad de la tierra. Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la  fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero. En este movimiento el desplazamiento es en una sola  dirección que corresponde al eje vertical. Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la gravedad representada por la letra “ g”.

 Al final de este informe los resultados demostrarán que los cálculos obtenidos para hallar el valor experimental de la gravedad es muy cercano a 9,8 m/s 2. Verificando correctamente que el experimento realizado en el laboratorio fue realizado con el más mínimo porcentaje de error.

TALLER LABORATORIO No. 1 TECNICAS DE MEDICION DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS PRACTICA No. 1 CAIDA LIBRE Objetivo Mediante la práctica de caída libre manejar datos experimentales, unidades en el sistema internacional SI, dimensional y tipos de errores de medida.

Materiales Cronómetro Flexómetro Pelota de tenis Pelota ping pong  Altura pisos de la universidad cooperativa

Procedimiento 1. Tener en cuenta los pasos para un proceso de medición. 2. Medir 6 veces el tiempo en que tarda en caer una bola de tenis en 4 alturas diferentes, para medir la altura utilizaremos el flexómetro y para medir el tiempo el cronómetro. 3. Con los datos obtenidos sacar, calcular los errores experimentales, porcentuales, instrumentales y cuadráticos. (utilizar como dato real las ecuaciones de caída libre).

        

4. Pasar las unidades del SI a km/h y dé el resultado del tiempo en horas 5. Mediante un análisis dimensional expresar las unidades de Y.

MARCO TEORICO Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicia cero. En estos movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y"). Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva .En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad. Un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad. Se conoce como aceleración de la gravedad. Y se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos en su caída libre. El valor de la aceleración que experimenta cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y ésta, en el caso de la caída de los cuerpos, no es más que la atracción de la Tierra. Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo. La aceleración de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de éstos. En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire y se supone que aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleración constante. Cuando un cuerpo cae libremente, cerca de la superficie de la tierra, lo hace bajo la influencia de la aceleración de la gravedad. En este caso, ignorando la fricción del aire, su aceleración es constante y tiene un valor aproximado de 9.8

 

La distancia que recorre el objeto durante su caída está dada por la Siguiente ecuación:

        Donde h0 es la posición inicial con respecto a un sistema de referencia y v1 la velocidad inicial. Es el caso particular cuando el objeto es liberado desde el reposo su velocidad inicial es 0, y desde el origen de referencia h0=0. Entonces la Ecuación es la siguiente:

     

EXPERIENCIA O PERCEPCION: Durante esta experiencia de Laboratorio se analizó el movimiento de un cuerpo en caída libra, para esto se dejó caer una pelota de tenis y una pelota de ping pong El diámetro estará comprendido entre un mínimo de 65,405 mm y un máximo de 68,580 mm y su peso estará entre un mínimo de 56 g y un máximo de 59,4 g. con los cuales podíamos obtener los valores de velocidad de caída del cuerpo en el tiempo. Se repitió la experiencia con la misma pelota de tenis y de ping pong con una serie de repeticiones de seis veces, con la cual obtuvimos unos valores de los cuales podemos obtener el cálculo de error de medición, error total, error potencial, error cuadrático, la media y error relativo.

OBJETIVOS:  





Calcular el tiempo que tardan en caer dos cuerpos con masa diferente. Medir cuatro alturas diferentes desde las cuales se procederá a dar caída libre a los dos cuerpos, cronometrando el tiempo de caída. Elaborar una tabla de medición con cuatro alturas diferentes, tomando seis tiempos de cada para cada una de ellas. Utilizar flexómetro para medir las alturas y cronómetro para medir los tiempos.

DISEÑO DE MEDICIÓN Medición de altura: 



Definir que las magnitudes a medir tengan una distancia significativa para que así se vean reflejados los cambios en las medidas de tiempo. Tomar medidas de las alturas con el flexómetro

Medición de tiempo 

Ubicar el cuerpo en la altura establecida y coordinar la medición con el cronometro, desde el momento que es soltado hasta que hace contacto con el suelo.

REGISTRO FOTOGRÁFICO Materiales Instrumentos a Utilizar

Edificio pisos

FORMULAS

   

Error total:

 

media

Error porcentual:

  ()  

error relativo=

Error Cuadrático:

)       √ ∑(()

  

tiempo (s) pelota de tenis

promedio

tiempo (s) ping pong

promedio

tiempo (s) pelota de tenis

promedio

tiempo (s) ping pong

promedio

Altura: 3,90 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,29

0,4

44,94382022

0,107507106

0,491803279

0,59

-0,3

-33,70786517

-0,368852459

0,87

-0,02

-2,247191011

-0,024590164

0,57

-0,32

-35,95505618

-0,393442623

0,83

-0,06

-6,741573034

-0,073770492

0,73

-0,16

-17,97752809

-0,196721311

0,81333333

-0,07666667

-8,61423221

-0,094262295

Altura: 3,90 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,3

0,41

46,06741573

0,083002677

0,454713494

0,91

0,02

2,247191011

0,022181146

0,82

-0,07

-7,865168539

-0,077634011

0,83

-0,06

-6,741573034

-0,066543438

0,82

-0,07

-7,865168539

-0,077634011

0,73

-0,16

-17,97752809

-0,177449168

0,90166667

0,01166667

1,310861423

0,012939002

Altura: 7,50 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,17

-0,06

-4,87804878

0,050310149

-0,049861496

1,35

0,12

9,756097561

0,099722992

1,04

-0,19

-15,44715447

-0,157894737

1,3

0,07

5,691056911

0,058171745

1,09

-0,14

-11,38211382

-0,11634349

1,27

0,04

3,25203252

0,033240997

1,20333333

-0,02666667

-2,16802168

-0,022160665

Altura: 7,50 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,08

-0,15

-12,19512195

0,065102483

-0,114942529

1,43

0,2

16,2601626

0,153256705

1,31

0,08

6,504065041

0,061302682

1,51

0,28

22,76422764

0,214559387

1,17

-0,06

-4,87804878

-0,045977011

1,33

0,1

8,130081301

0,076628352

1,305

0,075

6,097560976

0,057471264

tiempo (s) pelota de tenis

Promedio

tiempo (s) ping pong

Promedio

tiempo (s) pelota de tenis

Promedio

tiempo (s) ping pong

Promedio

Altura: 11,10 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,57

0,07

4,666666667

0,081680271

0,048109966

1,63

0,13

8,666666667

0,089347079

1,26

-0,24

-16

-0,164948454

1,7

0,2

13,33333333

0,137457045

1,3

-0,2

-13,33333333

-0,137457045

1,27

-0,23

-15,33333333

-0,158075601

1,455

-0,045

-3

-0,030927835

Altura: 11,10 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,62

0,12

8

0,056534159

0,069699903

1,59

0,09

6

0,052274927

1,69

0,19

12,66666667

0,11035818

1,64

0,14

9,333333333

0,081316554

1,88

0,38

25,33333333

0,22071636

1,91

0,41

27,33333333

0,238141336

1,72166667

0,22166667

14,77777778

0,12875121

Altura: 14,70 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,79

0,06

3,468208092

0,057411768

0,033302498

2,04

0,31

17,91907514

0,172062905

1,66

-0,07

-4,046242775

-0,038852914

1,66

-0,07

-4,046242775

-0,038852914

1,82

0,09

5,202312139

0,049953747

1,84

0,11

6,358381503

0,061054579

1,80166667

0,07166667

4,142581888

0,039777983

Altura: 14,70 m

Error Total

Error Porcentual

Error Cuadrático

Error relativo

1,95

0,22

12,71676301

0,045946829

0,109090909

2,1

0,37

21,38728324

0,183471074

2

0,27

15,60693642

0,133884298

2,2

0,47

27,16763006

0,233057851

1,95

0,22

12,71676301

0,109090909

1,9

0,17

9,826589595

0,084297521

2,01666667

0,28666667

16,57032755

0,14214876

Tiempo Teórico

3,90 m

7,50 m

11,10 m

14,70 m

0,89

1,23

1,5

1,73

Pasar las unidades del SI a km/h y dé el resultado del tiempo en horas

                                                     Análisis dimensional

           []   [ ]   [ ]        [ ]  [  ]  []     [ ]  

CONCLUSIONES 







Se hizo la medición de dos cuerpos esféricos diferentes: uno fue una pelota de tenis, y el otro una pelota de ping pong este último con inferioridad en masa. Se tomó el tiempo que tardo cado uno de ellos al dejarlos caer desde cuatro alturas diferentes por seis veces consecutivas en cada altura utilizando el cronometro como herramienta de medición. Se elaboró una tabla para diferenciar los valores medidos de tiempo en cada una de las alturas. Observamos que el tiempo que tarda en caer un objeto se ve afectado por la resistencia del viento dependiendo de su masa.