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7/21/2019 caidalibredeloscuerpos-130801111652-phpapp01

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UNIVERSIDAD NACIONALDEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIAE.A.P AGROINDUSTRIAL

CAIDA LIBRE DE LOS CUERPOS

CURSO :FISICA 1

GRUPO :C

DOCENTE :LIC. VERA MEZA SECUNDINO.

INTEGRANTES :VEGA VIERA JHONAS ABNER.

MUOZ ROJAS ANDREA GISELA

CICLO: III

201

NUEVO CHIMBOTE - PER


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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

RESMEN

El experimento trata de analizar la cada li!re de lo"

c#erpo"$ La" condicione" iniciale" %#eron& '( )(* t( )( +

,( )($

Se tom- di%erente" alt#ra" + para cada alt#ra "e midi-

cinco ,ece" el tiempo en #n relo. el/ctrico$ En la parte"#perior de la ,arilla "e encontra!a #n im0n el/ctrico

1#e 'aca 1#e la !olita "e pe2a"e a /l$ Lo" in"tr#mento"

%#eron dado" en el la!oratorio$

Se encontr- di,er"o" tiempo" 1#e no concorda!an con

la" alt#ra"3 e"to "e de!e a lo" di%erente" errore"$

E" la aproximaron de #n c#erpo a la tierra por la acci-n de la

2ra,edad "in tomar en c#enta la re"i"tencia del aire$

Gra,edad& E" la atracci-n 1#e e.erce la tierra "o!re lo" c#erpo"$

Valore" de la 2ra,edad$ En el ec#ador la 2ra,edad e" 4356m7"83en lima e 4354m7"83 en 9ar" 436m7"83 en lo" polo" 436:m7"8$

9ara la "ol#ci-n de lo" pro!lema" "e #tiliza 2eneralmenteel ,alor de la 2ra,edad 1#e corre"ponde a ;


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De"de #n 9#ente "e lanza ,erticalmente #na piedra conVi)>8m7" + tarda en :" en lle2ar al a2#a$

Calc#lar&

a? ,elocidad!? alt#ra alcanzada$

OBJETIVO:

Encontrar la relaci-n entre la di"tancia de cada en %#nci-n

del tiempo empleado$ El mo,imiento de cada li!re e" #n mo,imiento

#ni%ormemente acelerado3 donde la aceleraci-n in"tant0neacoincide con la aceleraci-n de la 2ra,edad3 l#e2o de e"ta"e"i-n el e"t#diante "er0 capaz de realizar lo "i2#iente&

Calc#lar la aceleraci-n de la 2ra,edad #"ando el "i"temaData St#dio$

Veri@car 1#e la aceleraci-n de cada de #n c#erpo no

depende de "# ma"a$ Realizar #n an0li"i" 2ra@co de lo" par0metro" re2i"trado" por

lo" "en"ore" a @n de e"ta!lecer con #n mnimo mar2en deerror la" ma2nit#de" %"ica" !#"cada" 2ra,edad3 tiempo decada?$

Veri@car la relaci-n entre la di"tancia de cada con el tiempo

empleado$


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FUNDAMENTO TERICO:

Cada libr

Cada li!re& rapidez ad1#iridaUna manzana cae de #n 0r!ol$ BSeacelera d#rante la cada Sa!emo"1#e parte del repo"o + ad1#iererapidez con%orme cae$ Lo "a!emo"por1#e podramo" atraparla "in'acemo" dao de"p#/" de #na cadade #no o do" metro"3 pero no "i caede"de #n 2lo!o 1#e ,#ela a 2ran

alt#ra$

A" p#e"3 la manzana ad1#iere m0"rapidez d#rante el tiempo en 1#ecae de"de #na 2ran alt#ra 1#e d#rante el tiempo m0" !re,e 1#ele toma de"cender #n metro$ E"te a#mento de rapidez indica1#e la manzana "e acelera al caer$

La 2ra,edad 'ace 1#e la manzana "e acelere 'acia a!a.o #na,ez 1#e comienza a caer$ En la ,ida real la re"i"tencia del aire

a%ecta la aceleraci-n de #n o!.eto 1#e cae$ Ima2inemo" 1#e elaire no opone re"i"tencia + 1#e la 2ra,edad e" el nico %actor1#e a%ecta la cada de #n c#erpo$ Decimo" entonce" 1#e elc#erpo e"t0 en cada li!re$ Lo" o!.eto" en cada li!re e"t0n"#.eto" nicamente a la acci-n de la 2ra,edad$ La "i2#ienteta!la m#e"tra la rapidez in"tant0nea al ca!o de cada "e2#ndode cada de #n o!.eto 1#e cae li!remente de"de #na po"ici-n derepo"o$ El tiempo tran"c#rrido e" el tiempo 1#e 'a pa"adode"de el inicio de la cada$


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Ad,ierte 1#e c#ando el cam!io de rapidez "e expre"a en m7" +el inter,alo de tiempo en "3 la aceleraci-n "e expre"a en m7"81#e "e lee metro" por "e2#ndo al c#adrado?$ La #nidad detiempo3 el "e2#ndo3 aparece do" ,ece"& la primera en la #nidad

de rapidez + la "e2#nda como #nidad del inter,alo de tiempo enel c#al cam!ia la rapidez$

La aceleraci-n de #n o!.eto 1#e cae en condicione" en 1#e lare"i"tencia del aire e" in"i2ni@cante e" de alrededor de diezmetro" por "e2#ndo al c#adrado >( m7"8?$ C#ando "e 'a!la de#na cada li!re "e aco"t#m!ra emplear la letra 2 pararepre"entar la aceleraci-n por1#e en e"te ca"o la aceleraci-n"e de!e a la 2ra,edad?$ A#n1#e 2 ,ara li2eramente en di"tinta"parte" del m#ndo3 "# ,alor promedio e" cercano a >( m7"8$ Un

,alor m0" exacto e" 4$6 m7"83 pero e" m0" %0cil entender la"idea" en tomo a la cada li!re c#ando "e redondea a >( m7"8$C#ando la exactit#d "ea importante "e de!e #"ar el ,alor de 4$6m7"8 para la aceleraci-n en cada li!re$ O!"er,a en la ta!laanterior 1#e la rapidez in"tant0nea de #n o!.eto 1#e cae de"de#na po"ici-n de repo"o e" i2#al al prod#cto de la aceleraci-npor el tiempo de cada3 e" decir3 el tiempo tran"c#rrido$

Rapidez in"tant0nea ) aceleraci-n x tiempo tran"c#rrido

La rapidez in"tant0nea , de #n o!.eto en cada li!re de"de #napo"ici-n de repo"o de"p#/" de #n tiempo tran"c#rrido t "eexpre"a en %orma de ec#aci-n como& , ) 2t$

La letra , "im!oliza tanto la rapidez como la ,elocidad$ Toma#no" momento" para ,eri@car la ,alidez de e"ta ec#aci-n pormedio de la ta!la anterior$ 9odr0" ,er 1#e "iempre 1#e "em#ltiplica la aceleraci-n 2 ) >( m7"8 por el tiempo tran"c#rridoen "e2#ndo" "e o!tiene la rapidez in"tant0nea en metro" por

"e2#ndo$a"ta a1# 'emo" examinado o!.eto" 1#e "e de"plazan en lnearecta 'acia a!a.o por la acci-n de la 2ra,edad$ A'ora !ien3c#ando lanzamo" #n o!.eto 'acia arri!a "e "i2#e mo,iendo ene"e "entido d#rante cierto tiempo3 al ca!o del c#al comienza a!a.ar$ En el p#nto m0" alto3 c#ando el o!.eto cam!ia el "entidode "# mo,imiento de a"cendente a de"cendente3 "# rapidezin"tant0nea e" cero* entonce" comienza a mo,er"e 'acia a!a.ocomo "i lo '#!i/"emo" de.ado caer de"de #na po"ici-n de

repo"o a e"a alt#ra$


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D#rante la parte a"cendente de e"te mo,imiento la ,elocidaddel o!.eto "e red#ce de la ,elocidad inicial 'acia arri!a 'a"tacero$ Sa!emo" 1#e el o!.eto "e e"t0 acelerando por1#e "#,elocidad cam!ia$ BC#0nto di"min#+e "# rapidez cada

"e2#ndoH No no" de!e "orprender el 'ec'o de 1#e la rapidezdi"min#+e con%orme a la mi"ma raz-n de cam!io con la 1#ea#menta c#ando el o!.eto "e de"plaza 'acia a!a.o& a >( metro"por "e2#ndo cada "e2#ndo$ A" p#e"3 como "e m#e"tra en la@2#ra3 la rapidez in"tant0nea en lo" p#nto" 1#e e"t0n a lami"ma alt#ra en la tra+ectoria e" i2#al3 no importa "i el o!.eto"e m#e,e 'acia arri!a o 'acia a!a.o$ La" ,elocidade" "ondi%erente"3 de"de l#e2o3 por1#e tienen "entido" op#e"to"$D#rante cada "e2#ndo la rapidez o la ,elocidad cam!ia en >(mI"$ La aceleraci-n e" de >(7"8 todo el tiempo3 +a "ea 1#e elo!.eto "e de"place 'acia arri!a o 'acia a!a.o$

!.".# $POR %U& CAEN LOS CUERPOS'


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La ca#"a por la c#al todo" lo" c#erpo" caen e" por el 'ec'o de

1#e ello" "e ,en atrado" por la Tierra3 la inten"idad de e"t0

atracci-n e" conocida con el nom!re de pe"o3 + /"te e" ma+or

en lo" c#erpo" 1#e po"een ma+or ma"a* a" #na piedra tiene

m0" pe"o 1#e #na pl#ma3 por1#e la ma"a de la piedra e"

ma+or$

!.!.# TEOR(A ARISTOT&LICA DE LA CA(DA DE LOS

CUERPOS:

Lo" 2rande" @l-"o%o" 2rie2o"3 + en partic#lar Ari"t-tele"3

de"cri!ieron el mo,imiento de cada 'aciendo la" "i2#iente"

con"ideracione"&

La ca#"a por la c#al caen lo" c#erpo" e" "# propio pe"o$

Lo" c#erpo" de ma+or pe"o "on atrado" m0" inten"amente

por la tierra$

Lo" c#erpo" pe"ado" caen m0" r0pido 1#e lo" c#erpo"

li,iano"$

E"te modo de ,er la" co"a" pre,aleci- como ,erdade" a!"ol#ta"

por cerca de 8 ((( ao" 'a"ta la aparici-n de Galileo3 1#ien

a@rm- 1#e todo" lo" c#erpo" al caer lo 'acen con i2#al rapidez3

+ en el ca"o de lo" c#erpo" pe"ado" con"ider- 1#e la Tierra

tendra m0" di@c#ltad en atraerlo"3 preci"amente por "er m0"

pe"ado" con"ideraron 1#e la Tierra3 preci"amente por "er m0"

pe"ado" + all exi"tira #na compen"aci-n$

!.).# RA*ONAMIENTO + E,PERIENCIA DE GALILEO:

Se2n Galileo3 al atar #n c#erpo li,iano A con otro m0" pe"ado

para %ormar #n nico c#erpo AJ?3 /"te caera de modo 1#e

A lo retra"a + intenta !a.arlo m0" r0pido* ello "i2ni@cara 1#e

el c#erpo AJ? cae con #na rapidez intermedia a la de A + de

$ Sin em!ar2o e"to e" a!"#rdo3 p#e" "e2n Ari"t-tele" el

c#erpo AJ?3 por "er m0" pe"ado cae m0" r0pido e" %al"o3 +

ello no" cond#ce a la "i2#iente concl#"i-n& KTodo" lo" c#erpo" alcaer de"de el mi"mo l#2ar lo 'acen con i2#al rapidez$


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Se c#enta 1#e Galileo "#!i- a la Torre de 9i"a para con@rmar

e"t0 'ip-te"i"$

!.-.# $CUNDO UN CUERPO EST EN CA(DA LIBRE'

Se dice 1#e #n c#erpo e"t0 en cada li!re c#ando al mo,er"e

"-lo "e ,e a%ectado de "# propio$

E"to oc#rrir0 en el ,aco$ Si "oltamo" #n c#erpo cerca de la

"#per@cie terre"tre3 /"te caer0 li!remente3 de"cri!iendo #na

tra+ectoria recta + ,ertical* "i lanzamo" o!lic#amente #n

c#erpo3 /"te "e encontrar0 en cada li!re3 pero de"cri!iendo #na

tra+ectoria para!-lica$

M "i lanzamo" #n "at/lite al e"pacio ,aco + alrededor de la

Tierra3 diremo" 1#e tam!i/n e"t0 en cada li!re3 pero

de"cri!iendo #na tra+ectoria de circ#n%erencia$

!./.# CA(DA LIBRE VERTICAL

La cada li!re e" #n ca"o m0" importante del mo,imiento

#ni%ormemente acelerado !a.o la acci-n de la 2ra,edad$ En e"te

ca"o3 tomando la direcci-n ,ertical 'acia arri!a como po"iti,a3

de@nimo" a ) 23 tomando el "i2no meno" de!ido al 'ec'o de

1#e la aceleraci-n de la 2ra,edad e" 'acia a!a.o$ El ,alor de 2

,ara de #n l#2ar a otro de la "#per@cie terre"tre3 pero e"

"iempre m#+ cercano a 2 ) 4$6 m7" ) :8$8 %t7"$ E"te ,alor e"

el mi"mo para todo" lo" c#erpo"3 + p#ede con"iderar"e

independiente de la alt#ra3 mientra" no no" ale.emo" de la"#per@cie terre"tre3 +a 1#e la aceleraci-n de la 2ra,edad

di"min#+e a medida 1#e la di"tancia "o!re la "#per@cie

terre"tre o !a.o ella a#menta$

Pediante el #"o de "imple" plano" inclinado"3 Galileo compro!-

experimentalmente 1#e #n c#erpo en cada li!re ,ertical

de"arrolla #n P$R$U$V$ 9ara 1#e la aceleraci-n 2? "e manten2a

con"tante d#rante el mo,imiento3 la cada de!er0 "er de alt#ra"


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m#+ pe1#ea" menore" 1#e lo" Qm"?3 + de!en de"arrollar"e

en #n mi"mo l#2ar$

2 )4$6> m7"

!.0.# ACELERACIN DE LA GRAVEDAD 123:

La atracci-n 2ra,itatoria 1#e e.erce la Tierra "o!re todo" lo"

c#erpo" 1#e le rodean 'ace 1#e /"to" "e aceleren c#ando "on

de.ado" en li!ertad$ E"ta aceleraci-n por ca#"a de la 2ra,edad3

"e llamar0 aceleraci-n de la 2ra,edad3 + e" tan comn +

%rec#ente 1#e #"aremo" 2 para repre"entarlo$

A" mi"mo3 para e%ecto" pr0ctico" "e #"a&

2 )4$6> m7"

El e.emplo m0" comn del mo,imiento de aceleraci-n ca"i?

con"tante e" el de #n c#erpo 1#e cae 'acia la tierra$ Si no 'a+

re"i"tencia del aire3 "e o!"er,a 1#e todo" lo" c#erpo"3

c#ale"1#iera "ea "# tamao3 "# pe"o o compo"ici-n3 cae con la

mi"ma aceleraci-n en la mi"ma re2i-n ,ecina a la "#per@cieterre"tre +3 "i la di"tancia no e" dema"iada 2rande3 la

aceleraci-n permanece con"tante d#rante la cada$ El

mo,imiento ideal en el 1#e "e de"precia tanto la re"i"tencia

como el pe1#eo cam!io de la aceleraci-n con la alt#ra3 "e

llama cada li!re$

La aceleraci-n de #n c#erpo 1#e cae li!remente3 "e llama

aceleraci-n de!ido a la 2ra,edad + "e le denota con el "m!olo

2$ Cerca de la "#per@cie de la tierra3 "# ma2nit#d e"aproximadamente de 4$6m$" + e"t0 diri2ido 'acia el centro de

la tierra$

La" ec#acione" cinem0tica" 1#e 2o!iernan el mo,imiento de

cada li!re de lo" c#erpo" "on&

V8) ,82$T t? S ) " J , T t? 2$T t?78

V ) , 8$2S "?


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9ara n#e"tra experiencia tenemo" la" "i2#iente" condicione"

iniciale"& '( ) (* t( ) ( + ,( ) (3 + la" ec#acione" cinem0tica"

1#e 2o!iernan el mo,imiento del o!.eto 1#e cae "on&

' ) >78 2t $ $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$>?

, ) 2t $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$8?

PARTE E,PERIMENTAL:

)."3 E%UIPO:

Un relo. el/ctrico$

Una !o!ina + #na !olita de acero$

Una %#ente de < ,$

Una ,arilla3 #na placa de contacto + ca!le" de conexi-n$

Una re2la milimitrada$

).!3 PROCEDIMIENTO:

Se in"tala el e1#ipo tal como m#e"tra la @2#ra donde la"

!o!ina" + la placa de contacto e"t0n "#.eta" a la ,arilla$

La" conexione" de lo" ca!le" "e 'acen de ac#erdo al

"i2#iente c-di2o& lo" rot#lado" con la letra R ,an a la"

entrada" R del relo.* el Q a la placa de contacto* el a la!o!ina + lo" 8 re"tante" a la %#ente de < ,$

L#e2o "e enciende la %#ente + "e "#"pende la !olita de acero

mediante la !o!ina$

Se acciona el relo. pre"ionando li2era + r0pidamente el

interr#ptor del relo.3 tom0ndo"e la re"pecti,a lect#ra del

tiempo3 repetir /"ta operaci-n ; ,ece" para cada alt#ra$


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Repetir la operaci-n anterior para >( alt#ra" di%erente" +

anotarlo" en la ta!la&

PRECAUCIN:9ara re2re"ar a la manecilla del relo. a cero3 la

placa de contacto de!e e"tar de"conectada$

N4 5" 6

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913 9 S9

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($9reca#ci-n& para re2re"ar la manecilla del relo. a cero3 la placa de contacto de!ee"tar de"conectada$


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13/18


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L1T3

L13

CA(DA LIBRE DE CUERPOS

9ara T"?&

Ran2o Experimental

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9ara 9apel milimetrado

($( >8 cm

>8 cm ($


15/18


La 2r0@ca ,er"#" T no" dio como re"#ltado #na %#nci-n

potencia3 por1#e '#!o %actore" 1#e inter,inieron al tomar #n

tiempo %al"o$

Como la" alt#ra" tomada" %#eron pe1#ea" mnimo ; cm$?3 + alponer el dedo en el !ot-n del relo. para de"acti,ar el im0n + a

la ,ez tomar el tiempo3 /"te "e 1#ed- dema"iado tiempo en el

!ot-n 1#e la lle2ada de la !ola a "# de"tino$

No "e toma en c#enta el aire como %actor de error3 +a 1#e

cient@co" reconocido" como Galileo demo"traron 1#e la

re"i"tencia del aire "e p#ede de"preciar c#ando "e trata de

c#erpo" compacto" + alt#ra" in%eriore" a 8((m$* + no"otro"t#,imo" #na alt#ra m0xima de 6( cm$

9ara 1#e la 2r0@ca ' + t "al2a realmente %#nci-n potencia3 lo"

materiale" para 'acer la experiencia de!eran "er m0" preci"o"3

p#e"to 1#e la" alt#ra" %#eron relati,amente pe1#ea"$ Con el experimento realizado 'emo" calc#lado la aceleraci-n de

la 2ra,edad 1#e ,iene a "er cercano al ,alor te-rico$ Tam!i/n "e compro!- 1#e la aceleraci-n de la 2ra,edad no

depende de la ma"a3 "ino al contrario "e p#do compro!ar 1#edepende de la alt#ra + del tiempo$ Con la" diez repeticione" "e p#do 'allar #n mar2en de error3 no"

1#iere decir 1#e por m0" pe1#eo "ea la di%erencia dec#al1#iera de lo" componente" no con"tante"3 e"to" tienden a,ariar la aceleraci-n o tiempo$

CUESTIONARIO:

".# $%@ 9i>? d 7@ra l @2ir la 2rH7a : 6 r@ 9.'

F#nci-n potencia par0!ola?

!.# Ua id9iH7ada la 2rH7a 6allar l al?r d la

7?9a9 A K B l@2? 7ribir la 7@a7i 8>ri7a d la

7@ra.

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16/18


+ / "5 "/ !5 )5 -5 /5 05 ;5


17/18


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/.# Si >?r @ 87ai8? ad7@ad? l 6@bira dad? al

?b9? @ 7a @ i8>@l? 6a7ia aba? d ?l9arl?

i8>l89 6@bira r@l9ad? dir9 l al?r d laa7lra7i. E>li@.

La aceleraci-n de la 2ra,edad no cam!ia ni por1#e tiramo" o

damo" imp#l"o a la !ola ni por1#e la "oltamo"3 la aceleraci-n

"iempre permanecer0 con"tante$ Decimo" 1#e e" con"tante

por1#e no" re%erimo" a #n l#2ar determinado 1#e e" el

la!oratorio$

aciendo #n an0li"i" m0" c#idado"o decimo" 1#e el ,alor de la

2ra,edad depende nte2ramente del l#2ar en 1#e "e toma$

En la "#per@cie terre"tre e"ta aceleraci-n no e" con"tante3 e"to

"e de!e a 1#e la tierra no e" per%ectamente e"%/rica + adem0"

po"ee "#per@cie accidentada$

0.# C@ad? abr l i9rr@>9?r l i8 @ ?9i la

8aa d a7r? 7?idrada ? >ird 9?d? @ 8a29i8?i8dia9a89. $%@ 79? 9i l? r@l9ad?

?b9id? >ara l al?r d la a7lra7i'

E"te e" otro de lo" %actore" 1#e inter,ienen en el error del

re"#ltado3 +a 1#e empezamo" a tomar el tiempo de"de 1#e

a!rimo" el interr#ptor + "#p#e"tamente la !ola cae

inmediatamente3 pero en realidad de"p#/" de #no" in"tante"

cae$ El tiempo 1#e la !ola demora en el im0n e" pe1#eo + por

con"i2#iente3 el error 1#e d0 el re"#ltado e" m#+ pe1#eo$

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