LABORATORIO Nº 1

MOVIMIENTO VERTICAL Nº 1

I. TITULO:

Movimiento de caída libre, Movimiento uniforme variado

II. OBJETIVOS:

Estudio del movimiento de un cuerpo en caída libre con el uso del sensor de movimiento. Determinar el valor de la aceleración de la gravedad. Analizar e interpretar las graficas obtenidas.

III. FUNDAMENTO TEORICO:

Cuando un objeto 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 con el aire, su aceleración es constante y tienen un valor aproximadamente de 9.8 m/s2. La distancia que recorre el objeto durante su caída esta dada por esta dad por la siguiente ecuación:

h = v o t ± gt²/2

Donde:Ho= Posición inicial con respecto a un sistema de referencia.

Vo= Velocidad inicial. En caso particular cuando el objeto es liberado desde el reposo, es decir

Vo= 0, y desde el origen del sistema de referencia

ho= 0, La ecuación se reduce a:

 H = ½ gt²

ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD (g)

Es la aceleración con que caen los cuerpos .Se considera alturas pequeñas, comparadas con el radio terrestre, cuyo valor promedio es de 6400 km. La aceleración de la gravedad varía de manera inversamente proporcional con la altura, de modo que a mayor altura, g es menor .La aceleración en los polos es mayor que en el ecuador, debido a que la tierra no es perfectamente esférica, sino que posee superficies accidentales (su radio varía de acuerdo con el lugar); así, en los polos es mayor que en el ecuador.

o con el lugar); así, en los polos es mayor que en el ecuador.   En el vacio la fuerza gravitacional es la misma, es decir los cuerposcaerán en un mismo intervalo de tiempo.    

IV. EQUIPOS Y MATERIALES:

Para este experimento necesitaremos los siguientes materiales:

Sensor de vernier

Interfase

Masa esférica

Cinta métrica

Soporte universal

Varilla 80cm

V. PROCEDIMIENTO:

PROCEDIMIENTO:

En el experimento vamos a tener un sensor de movimiento que se activara automáticamente al soltar una masa, en nuestro caso será la esfera.

Realizar el montaje experimental como se muestra en la figura

Conecte el detector de movimiento vernier al canal DIG/SONIC 1 de la

Inicie sesión con el software loggerPro.

Seguidamente se podrá realizar la toma de datos.

1. Un compañero A sostendrá la esfera a 10 cm. del detector vernier.

2. En simultáneo otro compañero B estará frente a la pantalla lCD,

3. Listo para iniciar la toma de datos

4. Presionando el Botón y para detener la toma de datos.

VI. TOMA DE DATOS:

CONCIDERACIONES:

Cada vez que caiga la masa (esfera) recorrerá una distancia h, el cual esta asociado a un tiempo debido a este desplazamiento.

g1=0.13) / (0.1) 2² ( g1=11.8345m/s²

g2=0.18) / (0.2) 2² ( g2=12.3457 m/s²

g= ( 2h /t²) m/s²

Nº DATOS ALTURA: H(m) TIEMPO: T(S)

cm. m

1 10 0.1 0.13

2 20 0.2 0.18

3 30 0.3 0.22

4 40 0.4 0.26

5 50 0.5 0.29

6 60 0.6 0.32

7 70 0.7 0.34

8 80 0.8 0.37

g3=0.22) / (0.3) 2² ( g3=12.3967 m/s²

g4=0.26) / (0.4) 2² ( g4=11.8343 m/s²

g5=0.29) / (0.5) 2² ( g5=11.8906 m/s²

g6=0.32) / (0.6) 2² ( g6=11.7189 m/s²

g7=0.34) / (0.7) 2² ( g7=12.1107 m/s²

g8=0.37) / (0.8) 2² ( g8=11.6874 m/s²

G=11.977735 m/s² ..... gravedad promedio

VII. CUESTIONARIO:

1. ¿Existe relación entre el valor de la aceleración de gravedad y la masa del cuerpo empleado? Explique.

Peso = masa * aceleración de la gravedad

P=m*g

En la fórmula “g” no depende de “m” ya que la aceleración de la gravedad es una constante.

Luego despejando la aceleración de la gravedad (g), vemos que la relación que existe entre la aceleración de la gravedad (g) y la masa (m) es inversamente proporcional, es decir si una aumenta la otra disminuye.

G = p/m

Pero como “g” no puede variar ya que es una constante, podemos decir que existe una relación directamente proporcional entre el Peso (P) y la masa (m)

2. que factores puede causar las diferencias entre el valor obtenido y el valor referencial comúnmente aceptado para la aceleración de la gravedad. g = 9.8m/s2.

Los factores que pueden causar diferencias entre los valores obtenidos son:

Equipos en mal estado.

El mal uso de los equipos

Interrumpir la trayectoria de la esfera al momento del experimento como por ejemplo mover la mano después de soltar la esfera.

Mala sincronización al momento de hacer clic en toma de datos y soltar la esfera.

3. demostrar que el valor de la gravedad de referencia es 9.8m/s2, considerando la masa y el radio ecuatorial de la tierra constante.

Tenemos:

G = p/m

Masa de la tierra = 5.983 x 10²4 kg.

Radio ecuatorial de la tierra = 6.378 x 10*6 m.

VIII. OBSERVACIONES

-Se observa que al momento de soltar la pelota no debe interferir nada, de lo contrario afectaría la toma de datos.

-Se observa que el conector del sensor debe estar conectado al puerto correcto, de lo contrario no funcionara.

IX. CONCLUSIONES

- Con este experimento podemos demostrar la aceleración de la gravedad, con la ayuda de los equipos y materiales, y también de forma manual empleando el ajuste de curva.

- Este experimento es importante ya que cumple para el movimiento de Caída Libre y verifica las ecuaciones de MRUV.

- Después de realizar este experimento, llegamos a la conclusión de que si no se cuenta con los equipos y materiales adecuados y en buen estado para la medición de las distancias y del tiempo no se obtendrán buenos resultados, en este caso se obtuvo valores cercanos al de la aceleración de la gravedad (9.8 m/s2)

X. RECOMENDACIONES

-Se recomienda permanecer quieto al momento de soltar la pelota.

-Cerciorarse que el interfase de vernier suene al momento de conectarlo a la corriente.

-Es recomendable mantener la mano quieta después de soltar la pelota ya que podría causar malas lecturas.

XI. BIBLIOGRAFÍA

Marcelo Alonso, Edward J. Finn (1976). Física.

Richard Feynman (1974).

Robert Resnick, David Halliday (2004) (en Español). Física 4ta. Edición Vol. 1

http://www.taringa.net/posts/ebooks

Universitarios.html  http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre  http://www.fisicanet.com.ar/fisica/cinematica/tp14_caida_libre.php