MOVIMIENTO VERTICAL CAIDA LIBRE

OBJETIVOS: El alumno estudiara el movimiento del objeto en cada libre con el uso del sensor del movimiento. Determinar el valor de la aceleracin de la gravedad. Analizar e interpretar las grficas obtenidas. Analizar el movimiento realizado por el cuerpo con el software logger Pro.

EQUIPOS Y MATERIALES: EQUIPOS ESQUEMA ESPECIFICACIONEl soporte universal es una herramienta que se utiliza en laboratorio para realizar montajes con los materiales presentes en el laboratorio

SOPORTE UNIVERSAL

Est formado por una base o pie en forma de semicrculo o de rectngulo, y desde el centro de uno de los lados, tiene una varilla cilndrica que sirve para sujetar otros elementos a travs de doble nueces.

Esta herramienta es clasificada como materiales de metal que residen en el

DOBLE NUEZ

laboratorio. La finalidad que tiene la doble nuez es sujetar otras herramientas , como argolla o pinzas , la cual a su vez debe sujetarse en un soporte universal

PC ( CON EL SOFTWARE LOGGER PRO)

La finalidad del uso del pc instalado el programa logger pro es calcular el movimiento realizado del cuerpo y as poder obtener diagramas de movimiento.

MASA ESFERICA

Esta herramienta es materiales de metal.

clasificada

como

La finalidad es para el uso del clculo de la cada libre.

SENSOR DE MOVIMIENTO

Equipos de laboratorio para poder realizar el estudio de cada libre de un cuerpo. El instrumento del sensor calcula la velocidad y el tiempo de movimiento que realiza el cuerpo. Cables de conexin a la pc para poder realizar el experimento.

INTERFASE

Este instrumento realiza el interface entre l sensor de movimiento y el pc con el programa logger pro.

VARILLA

Esta herramienta soporta los instrumentos del sensor de movimiento.

FUNDAMENTO TEORICO: CAIDA LIBRESe le llama cada libre al movimiento que se debe nicamente a la influencia de la gravedad.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleracin dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s, es decir que los cuerpos dejados en cada libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo. En la cada libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.

h =h +V t 1 gt

Donde h es la posicin inicial con respecto a un sistema de referencia, y:V, la velocidad inicial .En el caso el caso particular cuando el objeto es liberado desde reposo , es decir,: V=0 y desde el origen del sistema de referencia , h=0 , tenemos que la ecuacin se reduce..

Donde hemos seleccionado la direccin hacia abajo como positive. La ecuacin nos permite determinar el valor de la aceleracin de la gravedad si medimos el tiempo que tarda caer un objeto desde una altura conocida. En el experimento vamos a tener un sensor de movimiento que se activara automticamente al soltar una masa (esfera) desde una altura conocida , y se tomara los datos automticamente de altura hasta el instante que la esfera toque el piso.

Movimiento de un mvil a lo largo de una recta vertical Ecuacin de la cada libre: Recuerda las ecuaciones generales del movimiento:

e = vot + at vf = vo + atPodemos adaptar estas ecuaciones para el movimiento de cada libre. Si suponemos que dejamos caer un cuerpo (en lugar de lanzarlo), entonces su velocidad inicial ser cero y por tanto el primer sumando de cada una de las ecuaciones anteriores tambin ser cero, y podemos eliminarlos:

e = at vf = at

Por otro lado, en una cada libre la posicin que ocupa el cuerpo en un instante es precisamente su altura h en ese momento. Como hemos quedado en llamar g a la aceleracin que experimenta un cuerpo en cada libre, podemos expresar las ecuaciones as:

h = gt vf = gt

Movimiento de subida o de tiro vertical:Al igual que la cada libre, este es un movimiento uniformemente acelerado. Tal como la cada libre, es un movimiento sujeto a la aceleracin de la gravedad (g), slo que ahora la aceleracin se opone al movimiento inicial del objeto. A diferencia de la cada libre, que opera solo de bajada, el tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos u objetos y posee las siguientes caractersticas:

La velocidad inicial siempre es diferente a cero. Mientras el objeto sube, el signo de su velocidad (V) es positivo. Su velocidad es cero cuando el objeto alcanza su altura mxima. Cuando comienza a descender, su velocidad ser negativa. Si el objeto tarda, por ejemplo, 2 s en alcanzar su altura mxima, tardar 2 s en regresar a la posicin original, por lo tanto el tiempo que permaneci en el aire el objeto es 4 s. Para la misma posicin del lanzamiento la velocidad de subida es igual a la velocidad de bajada.

Para resolver problemas con movimiento de subida o tiro vertical utilizamos las siguientes frmulas:

PROCEDIMIENTO:1. Realizar el montaje experimental que se muestra en la Figura N2, reconociendo cada equipo y material que se utilizara.

2. Conecte el Detector de Movimiento Vernier al canal DIG/SONIC 1de la interfaz. 3. Inicie sesin con el Software Logger Pro; a continuacin aparecer dos grficos: la distancia Vs Tiempo y velocidad vs. Tiempo, al cual se le puede agregar tambin el de la aceleracin vs Tiempo.

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4 Ahora usted realizar una medida a modo de ensayo de la cada libre de una masa ( un cuerpo esfrico) para luego hallar su aceleracin .Suelte la masa aproximadamente a una altura de 1.50 m sobre el nivel de la referencia (puede ser sobre la mesa de trabajo) y a lo largo de la vertical .Luego haga clic en el toma de datos y cuando la masa choque contra el nivel de referencia hacer clic en para terminar con la coleccin de datos . 5 Obtenga el valor de la aceleracin (en este caso aceleracin de la gravedad ) y regstrela en la tabla N1 . Para ello haga clic y obtenga el ajuste de curvas entregando por el programa . Haga seis pruebas , en total obtendr seis tablas.