CONGRESO DE FISICA

Caso particular del MUA

CAÍDA

LIBRE

OBJETIVO

• Que a través de esta actividad los alumnos aprecien la caída libre como un caso particular del MRUA y calculen con precisión el valor de g (aceleración de la gravedad).

APRENDIZAJES

El alumno elabora e interpreta gráficas de desplazamiento y de rapidez en función del tiempo, del movimiento de objetos que se encuentran bajo la acción de una fuerza constante que actúa en la misma dirección de la velocidad.

INTRODUCCIÓN

• Considerando que, sobre una partícula actúa una fuerza constante en la dirección del movimiento, la partícula describe un movimiento siguiendo una trayectoria rectilínea con aceleración constante. A este tipo de movimiento se le llama movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).

Ecuaciones:

• Sean ti=0, tf cualquier instante arbitrario t, vi =v0 y v (la velocidad en cualquier instante arbitrario). Entonces se puede expresar la aceleración como

a= (v- v0)/tde donde

v= v0+at

Gráfica:

• La gráfica de la velocidad contra el tiempo para este movimiento es una recta en donde v0 es la ordenada al origen y a es la pendiente de la recta. O sea que el cambio en la velocidad (v-v0) es directamente proporcional al tiempo t transcurrido, en donde a es la constante de proporcionalidad.

Velocidad Media

• Para una partícula que se mueve a lo largo de una recta, se define la velocidad media (vm) durante cualquier intervalo de tiempo como el desplazamiento realizado durante dicho intervalo dividido por el intervalo de tiempo:

Vm=∆x/∆t

.

• Una de las características del MRUA es que se puede expresar la velocidad media en cualquier intervalo de tiempo como la media aritmética de la velocidad inicial y la velocidad final:

vm=(v0+v)/2

.

Vel

v vm

v0

t m t t i e m p o

Material utilizado

-Interfaz

-Cable USB

-Fotodetector

-Cable

-Soporte Universal

-Regla de plástico

Conexión de la interfaz a la computadora

Conexión de la interfaz al sensor

FOTODETECTOR

LED indicador

Emisor y receptor de infrarrojo

Características del fotodetector

• Tiene un emisor y un receptor de infrarrojo

• El emisor manda el haz al receptor, cuando este recibe la señal óptica, la convierte en una señal eléctrica

• El haz infrarrojo, es bloqueado al pasar un obstáculo

• El led indicador se apaga al ser bloqueado

Recomendaciones

• En este experimento de caída libre, debe asegurarse de que el objeto ( regla ) pase libremente entre los brazos del sensor.

• A través del haz infrarrojo• Tener los contornos bien definidos y paralelos.• Dejar caer la regla unos cm. arriba del sensor.• Iniciar el programa, unos segundos antes de

dejar caer la regla.

Tiempo(s) Distancia-s1(m)0.8307 0.040.8577 0.080.8804 0.120.9006 0.160.9194 0.20.9364 0.240.9526 0.28

Tiempo(s) Distancia-s1(m) ∆x (m) ∆t (s) t m (s) vm (m/s)0.8307 -0.040.8577 -0.08 -0.04 0.027 0.8442 -1.481481480.8804 -0.12 -0.04 0.0227 0.86905 -1.762114540.9006 -0.16 -0.04 0.0202 0.8905 -1.980198020.9194 -0.2 -0.04 0.0188 0.91 -2.127659570.9364 -0.24 -0.04 0.017 0.9279 -2.352941180.9526 -0.28 -0.04 0.0162 0.9445 -2.4691358

v = -9.8569t + 6.8195

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

00.82 0.84 0.86 0.88 0.9 0.92 0.94 0.96

Tiempo [s]

Veloc

idad [

m/s

]

x = -4.9455t2 + 6.8474t - 2.3153-0.3

-0.25

-0.2

-0.15

-0.1

-0.05

00.8 0.85 0.9 0.95 1

Serie1

Polinómica(Serie1)

Tabla de resultados y gráficas