CAIDA LIBRE

Integrante:

Frank Cepeda Gómez

Edgardo Castro Hernández

Wilber Paredes

Diego torrijo Caballero

DOCENTE:

LUIS CARLOS SIMANCAS CASTELLAR

GRUPO: AN

UAC

Abril/07/2016 Barranquilla

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo de la materia de  física es una reseña del tema caída libre que es aquella donde un objeto es lanzado con una velocidad inicial igual a cero. Al profundizar más el objetivo podemos decir que la caída libre 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.

OBJETIVOS

Estudiar el movimiento de caída libre de un cuerpo. A través de medidas de tiempo de caída y de distancias recorridas, obtener experimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad, g.

MARCO TEORICO

La caída libre es un caso particular del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, es cuando un cuerpo se le deja caer libremente en la cercanía de la superficie del planeta. Un cuerpo que se deja caer en el vacío, se desplaza en línea recta vertical con una aceleración constante, la cual se conoce como gravedad (g), lo que produce que el módulo de la velocidad aumente uniformemente en el transcurso de su caída. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la caída de un objeto a la superficie terrestre.

La aceleración de la caída libre se denotará con el símbolo de g. El valor de g sobre la Tierra disminuye conforme aumenta la altitud. También, existen ligeras variaciones de g con la latitud. La aceleración de la caída libre está dirigida hacia el centro de la Tierra. En la superficie, el valor de la gravedad es de aproximadamente 9.80 m/s2.

En el vacío todos los cuerpos, con independencia de su forma o de su masa, caen con idéntica aceleración en un lugar determinado, próximo a la superficie terrestre. El movimiento de caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, es decir, la aceleración instantánea es la misma en todos los puntos del recorrido y coincide con la aceleración media, y esta aceleración es la aceleración de la gravedad g = 9,8 m/s2.

Gravedad:

La gravedad es una fuerza física que la Tierra ejerce sobre todos los cuerpos hacia su centro. También se trata de la fuerza de atracción de los cuerpos en razón de su masa.Altura:La altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la medida se tomada como punto de referencia la vertical. Si el punto de referencia es la horizontal sería una distancia.

El valor de la gravedad es constante en los distintos Lugares?La fuerza de gravedad en la superficie de la Tierra no es exactamente igual en todos los sitios. Existen pequeñas variaciones de un lugar a otro. Principalmente son dos los factores causantes de esto: 

* La Tierra es aproximadamente un elipsoide oblato por lo que su campo gravitatorio no es un campo exactamente central, y esto se refleja en un momento

cuadripolar no nulo. * Además localmente las irregularidades de la superficie y ciertas homogeneidades continentales provocan pequeñas perturbaciones del campo a lo largo de la superficie.El valor de ‘’g’’ depende de la latitud y de la altura sobre el nivel del mar, hace que los cuerpos cambien de peso al pasar de un lugar a otro.¿Qué sucedería si dejamos caer simultáneamente desde una misma altura, un libro y una hoja?El libro llega primero al piso viajando en línea recta. La hoja tarda más porque planea.

El movimiento vertical de cualquier objeto en movimiento libre, para el que se pueda pasar por esto la resistencia del aire, y como la velocidad inicial en el movimiento de caída libre es nula se resume entonces mediante las ecuaciones:

a). v = -gt + v0 b). Vm = (vo + v)/2 c). y = -0.5 gt² + vo t + y0 d). v²= -2gt (y - y0) 

METODOLOGIA

Para empezar con esta experiencia primero configuramos los parámetros y funciones que necesitamos en el programa CASSY LAB los cuales fueron:

Parámetros

Diámetroo Simbolo: Do Unidad: mo Desde: 0 – Hasta: 0.03o Pos. Decim: 2o Valor: 0.03 o Tipo: automático en tabla

Alturao Símbolo: yo Unidad: mo Desde: 0 – Hasta: 1o Pos. Decim: 2o Valor: 0.00o Tipo: manual en tabla

Formulas

Velocidad finalo Símbolo: Vyo Unidad: m/so Desde: 0 - Hasta: 10 (m/s)o Pos. Decim: 2o Formula: (D/tEA1)*1000

Gravedad 1o Simbolo: g1o Unidad: m/s^2o Desde: 0 - Hasta: 10 (m/s^2)o Pos. Decim: 2o Formula: (2*y)/t^2

Gravedad 2o Símbolo: g2o Unidad: m/s^2o Desde: 0 - Hasta: 10 (m/s^2)

o Pos. Decim: 2o Formula: Vy/t

Gravedad 3o Símbolo: g3o Unidad: m/s^2o Desde: 0 - Hasta: 10 (m/s^2)o Pos. Decim: 2o Formula: Vy^2/(2*y)

Luego de haber configurado el programa y activado el imán para poder simular el movimiento en caída libre, Tomamos la esfera y un sensor para captar la velocidad con la que caía esta esfera con las diferentes ecuaciones de gravedad que nos proporcionó el profesor, en la experiencia se utilizó una herramienta parecida a la de la imagen a continuación:

Realizando la experiencia y analizando los resultados se podría decir que a medida que la altura va cambiando la velocidad final va incrementando, teniendo en cuenta que el objeto tiene una velocidad nula, con la gravedad pasa lo contrario entre mayor es la velocidad final menos es la fuerza de gravedad que se le aplica al objeto.

Realizando la experiencia en el programa partiendo desde una distancia de 20cm la fuimos incrementando de 10 en 10 en resumen de la experiencia los resultados obtenidos son los siguientes:

t / s tE_A1 / ms D / m y / m Vy / m/s g1 / m/s^2 g2 / m/s^2 g3 / m/s^20,21 16,08 0,03 0,2 1,87 9,05 8,87 8,70

0,265 12,7 0,03 0,3 2,36 8,51 8,9 9,300,304 11,12 0,03 0,4 2,7 8,68 8,88 9,10

0,34 9,9 0,03 0,5 3,03 8,66 8,91 9,8

A continuación compartimos los pantallasos del paso a paso de toda la experiencia

Primero probamos como cambiaban los valores dependiendo de la altura ya que se puso en duda desde donde es correcto empezar a tomar las medidas

Prueba con 20cm de altura contando a partir de la punta del imán

Prueba con 23m de altura contando a partir de la punta de la esfera serian 23 porque la esfera tiene 3cm de diámetro se le suma los 20cm de altura que necesitamos

Las experiencias las realizamos tomando la medida a partir de la punta del imán, porque de esta manera notamos que el resultado es más preciso a la realidad

Después de haber realizado los ejercicios en los diferentes valores de altura realizamos las gráficas compartidas a continuación como parte de la experiencia en la que comparamos distintos valores

s/t^2

Vy/t

g/t

CUESTIONARIO

1. ¿Qué quiere decir la expresión, “un objeto está cayendo en caída libre”?

Dicha expresión quiere decir que al cuerpo cuando este cayendo en el eje Y ósea de arriba hacia abajo o viceversa la única fuerza que se aplica en el cuerpo es la gravedad.

2. Cuando un objeto está cayendo en caída libre, ¿Cuál es el aumento de su rapidez por segundo?

El aumento de la rapidez por segundo vendría siendo la misma aceleración de la gravedad ya que como se dijo en el anterior punto es la única fuerza que actúa sobre el cuerpo. El valor de la aceleración de la gravedad es de 9.8 m/s^2

3. El valor de la aceleración de la gravedad es de 9.8m/s^2, ¿Por qué se relaciona dos veces la unidad segundo?

Se relaciona dos veces la unidad debido a que la aceleración aumenta la velocidad 9.8 m/s cada segundo que el cuerpo tarda en tocar la superficie del suelo, ósea hasta cuando finaliza el movimiento

4. a)¿Qué efecto produce la resistencia del aire en la aceleración de los cuerpos que caen?

Teniendo en cuenta la altura en la que se lanza el objeto se podría decir que en alturas pequeñas los objetos son relativamente compactos la aceleración no se ve afectada en gran tamaño, pero si la altura es grande la aceleración en cuerpo punto deja de actuar y el objeto tiendo al movimiento uniforme teniendo como efecto una velocidad constante

b) Como sería la aceleración de estos cuerpos sino hubiera resistencia del aire?

Si no hubiera resistencia del aire la fuerza de desaceleración seria menos lo cual el tiempo en el que tarda según su masa es menos.

5) Realiza el siguiente ejercicio; párate junto a una pared y haz una marca en la altura máxima que puedas alcanzar con tu mano. Seguidamente salta verticalmente y marca lo más alto que puedas. La distancia entre las dos marcas es la altura de tu salto. ¿Cuál sería el tiempo que permaneciste en el aire? Explica tu respuesta

Teniendo en cuenta la altura en la que salte se podría decir que dure 1s en el aire ya que la altura que alcance es baja.

CONCLUSION

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 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.

BIBLIOGRAFIA

http://es.slideshare.net/

http://facultad.bayamon.inter.edu/

https://es.wikipedia.org/