Republica Bolivariana de Venezuela

Universidad Fermín Toro

Cabudare – Edo. Lara

Laboratório de Física I

MODULO II MECANICA

Práctica Nº 7

CAIDA LIBRE

Alumno:

Andrea SalazarCI 24157874

Profesora:Andreina Lugo

INTRODUCCIÓN

Un fenómeno físico que se presenta con frecuencia en la Naturaleza es

la caída libre de los cuerpos. La causa de este movimiento es la atracción que

ejerce la Tierra sobre todos los cuerpos que se encuentran en su superficie.

Galileo Galilei fue el primero en descubrir de forma cuantitativa la caída

libre de los cuerpos en 1590. En su análisis, imaginaba que sucedería en

situaciones ideales, como la ausencia total de la resistencia del aire durante la

caída del cuerpo.

Galileo realizó muchos y muy simples experimentos sobre caída de los

cuerpos; se cuenta que dejó caer varios objetos desde diferentes niveles de la

Torre inclinada de Pisa. Por su insistencia en el empleo de la experimentación,

Galileo es considerado el padre de la ciencia moderna.

Con base en sus experimentos, Galileo llego a la siguiente conclusión.

Todos los cuerpos, sea cual fuere su masa y tamaño, que caen al vacío

emplean el mismo tiempo en recorrer distancias idénticas. En realidad, el aire

influye en el retraso de algunos cuerpos respecto a otros en su caída.

Cuando se observa el movimiento de un cuerpo en caída libre, se

aprecia que su trayectoria es vertical, su sentido descendente y su velocidad de

caída aumenta con el tiempo.

Caída Libre

Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la

influencia de la gravedad.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración

dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En

la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos

dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada

segundo.

En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.

La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre es tan

importante en la Física que recibe el nombre especial de aceleración de la

gravedad y se representa mediante la letra g.

Estado normal del movimiento de un objeto en el espacio bajo la

influencia gravitatoria de un cuerpo central.

Según esto la Tierra se encuentra en caída libre alrededor del Sol,

mientras que un satélite artificial más allá de la atmósfera está en caída libre

alrededor de la Tierra.

En tanto un vehículo se encuentre en caída libre, un astronauta no

tendrá "peso" aparente y experimentará el fenómeno de ingravidez.

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 (en la Tierra, g = 9,8 m/s²).

Galileo fue el primero en demostrar experimentalmente que, si se

desprecia la resistencia que ofrece el aire, todos los cuerpos caen hacia la

Tierra con la misma aceleración.

ACTIVIDADES DE LABORATORIO

3.- Proceda a efectuar 5 lanzamientos y llene la tabla 1 masa (1). Utilice una esfera de masa m1

Tabla 1

MED

Nº

M1

(grs)

t medido

(seg)

t promedio

(seg)t

medi

entre

1 y 2

Altura (m)

g

calculad

m/s2

Velocida

d

(m/s)

Punto

1

Punto

2

Punto

1

Punto

2h1 h2

V1 V2

1

28

0,034 0,017

0,033 0,016

0,28

0,28

0,28

0,28

0,28

0,007 0,505 10,04

0,37 3,16

2 0,032 0,0160,37 3,16

3 0,033 0,0140,37 3,16

4 0,033 0,0190,37 3,16

5 0,034 0,0160,37 3,16

Diámetro de la bola grande 2,0 cm

g= [ 2 (0,505 mts – 0,007 mts) 2 ] _________________

(0,28 seg)2 [ (0,007 mts + 0,505 mts) + 2 √0,007 mts * 0,505 mts ]

g= 0,49 mts 2 _________ 0,0784 seg2 ( 0,512 mts + 0,11mts)

g= 0,49 mts 0,04876 seg2

g= 10,04 m / seg2

V1 ² = Vi ² + 2 g h1

V1 = √2*9,81 mts / seg2 * 0,007 mts

V1 = √0,1373 mts2 / seg2

V1 = 0,37 mts / seg

V2 = √2*9,81 mts / seg2 * 0,512 mts

V2 = √10,04 mts2 / seg2

V2 = 3,16 mts / seg

4.- Repita la actividad anterior, pero con una esfera de masa m2 (m2 diferente

a m1) y llene la tabla Nº 2

Tabla 2

MED

Nº

M1

(grs)

t medido

(seg)

t promedio

(seg)t

medi

entre

1 y 2

Altura (m)

g

calculad

m/s2

Velocida

d

(m/s)

Punto

1

Punto

2

Punto

1

Punto

2h1 h2

V1 V2

1

14

0,023 0,007

0,023 0,0086

0,27

0,27

0,27

0,27

0,27

0,012 0,50512 9,926

0,37 3,16

2 0,023 0,0110,37 3,16

3 0,023 0,0060,37 3,16

4 0,024 0,0110,37 3,16

5 0,024 0,0080,37 3,16

Diámetro de la bola grande 2,0 cm

g= [ 2 (0,50512 mts – 0,012 mts) 2 ] _________________

(0,27 seg)2 [ (0,012 mts + 0,50512 mts) + 2 √0,012 mts * 0,50512 mts ]

g= 0,4863 mts 2 _________ 0,0729 seg2 ( 0,517 mts + 0,155mts)

g= 0,4863 mts 0,04899 seg2

g= 9,926 m / seg2

V1 ² = Vi ² + 2 g h1

V1 = √2*9,81 mts / seg2 * 0,012 mts

V1 = √0,2354 mts2 / seg2

V1 = 0,48 mts / seg

V2 = √2*9,81 mts / seg2 * 0,50512 mts

V2 = √9,9104 mts2 / seg2

V2 = 3,14 mts / seg

Post – Laboratorio

Compare los tiempos obtenidos en las tablas para el recorrido que hacen las

esferas entre los puntos 1 y 2. Si Existe diferencia, explique ¿a que se debe?

Si existe una diferencia entre los tiempos de la tabla 1 (0,28 seg) y la tabla 2

(0,27). Esto se debe a que el cuerpo de la masa 2 era de menor volumen que

el de la masa m1, por que los objetos en la tierra no esta en caída libre

estrictamente. No solo la fuerza de gravedad actúa en la caída de los objetos.

Cuando algo cae el aire ejerce una fuerza adicional. Esta fuerza se llama

Resistencia del aire. La resistencia del aire actúa contra la dirección en que

los objetos se mueven y entre los factores que influyen en la resistencia del aire

tenemos el tamaño y la forma de los objetos afectan la fuerza de la resistencia

del aire.

Una pluma por ejemplo tiene su peso distribuido en una gran área

comparativamente, así pues empuja mucho aire en su caída. La fuerza de la

resistencia del aire es mayor comparada con su peso. De acuerdo con la

segunda ley de Newton, movimiento de movimiento, la aceleración es causada

por la fuerza neta. La fuerza neta es el peso menos la fuerza de la resistencia

del aire. Una pluma acelera mucho menos que 9.8 m/s2 por que su fuerza neta

es muy pequeña.

CONCLUSIÓN

En esta práctica se hizo el estudio de la caída libre y todos sus

componentes se realizaron experimentos que comprobaron que la gravedad

que es un factor fuerza que atrae a los objetos a la tierra.

Si el medio es el vacío, el cuerpo cae a la Tierra con una aceleración

constante de 9,8m/s².

Si la caída se produce en el aire, existe una resistencia que depende de

la forma del cuerpo y la densidad del aire.

Para caídas desde poca altura, de cuerpos pesados y aerodinámicos, es

posible despreciar la resistencia del aire.