LABORATORIO FISICA I EXPERIENCIA N°3: CAÍDA LIBRE

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UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE FISICA

 LABORATORIO FISICA I

EXPERIENCIA N°3: CAÍDA LIBRE

       ALUMNO: Ignacio Loaiza Ahumada

                   DOCENTE: Eduardo Avendaño

Antofagasta  24, Noviembre de 2016

INTRODUCCION

En el presente informe se demostrar que los cuerpos en caída libre se mueven con igual aceleración independiente de su masa y de la velocidad inicial que tengan al realizarse el registro de su movimiento. Para lograr el objetivo de este experimento se estudiara el movimiento en caída libre de una lámina transparente, una vez terminado se procederá a realizar el mismo mecanismo pero esta vez con un cuerpo (Lámina) poseedor de diferentes masas. También se experimentara con diferentes alturas para demostrar la teoría.

EQUIPOS NECESARIOS

 Science Workshop, 1 fotopuerta, 1 lámina obturadora, 1 juego de pesas, 1 receptáculo con soporte.

1. OBJETIVO

• Observar que los cuerpos en caída libre se mueven con igual aceleración, independientemente de su masa y de la velocidad inicial que tengan al realizarse el registro de su movimiento.
• Observar y analizar el gráfico v/t de un cuerpo en caída libre.

TEORÍA:

La caída de los cuerpos se debe a la atracción gravitacional que ejerce la tierra sobre ellos. El movimiento de los cuerpos en caída libre es rectilíneo uniformemente acelerado. Su aceleración se denomina  “aceleración de gravedad” y se designa por “g”.

        En este laboratorio la aceleración se calcula aplicando un ajuste lineal al gráfico v/t. Su profesor le indicará el procedimiento para ello.

PROCEDIMIENTO

Se estudiará el movimiento en caída libre de una lámina que tiene  franjas negras y transparentes alternadas. Esta lámina se denomina “lámina obturadora”. Se experimentará dejando caer la lámina sola y agregándole diferentes masas. También se experimentará con caídas desde diferentes alturas. En cada caso se registrará la caída haciendo pasar la lámina por una “fotopuerta”, que es un sensor de movimiento. Este sensor es sucesivamente bloqueado y desbloqueado por las franjas de la lámina, cuando ésta pasa frente a él. Así, se medirá el tiempo que demora la lámina en recorrer tramos de 0,05 [m] que es el largo de una franja negra más el largo de una transparente contigua. Una vez obtenido el registro de una caída, el software asociado a la experiencia permite graficar v/t.  

1. PARTE I: Configuración del computador

• Encienda la Interfase 750 y luego el computador.
• El sistema estará configurado para que el sensor haga el registro de datos requeridos y además despliegue el gráficos v/t correspondientes a la caída de la lámina.

PARTE II: Registro de las caídas.

• A manera de ensayo, sin realizar mediciones, sostenga la lámina colgando verticalmente sobre el sensor, de manera que al soltarla pase por él bloqueando y desbloqueando el haz de luz que éste emite. Se debe tratar que la lámina en su caída se mantenga lo más vertical posible. Si es necesario ensaye varias veces hasta considerar que  ella no cae inclinada. ¿Por qué será necesario esto?
• Una vez seguro de lo que va a realizar. Haga un  clic en “inicio” y suelte la lámina, deteniendo el tiempo una vez terminada la caída.
• Automáticamente aparecerá el gráfico v/t, al cual usted debe aplicarle un ajuste lineal. Los parámetros de este ajuste, le permitirán obtener la aceleración del movimiento. ¿cuál de los parámetros indica el valor de la aceleración a?
• Repita este proceso cuatro veces más, tratando de que la lámina caiga desde la misma altura. Observará que, a pesar  de repetir todo de la misma manera, las aceleraciones no son exactamente iguales. Las diferencias entre ellas le indicará el grado de incertidumbre que tienen los valores de aceleración obtenidos en este experimento. Anote en la Tabla 1 las aceleraciones obtenidas.
• Repita el punto 4, pero esta vez dejando caer la lámina desde diferentes alturas, para que al iniciarse el registro  del movimiento, cuando la lámina bloquea por primera vez al sensor, ésta tenga distintas velocidades iniciales. Anote en la Tabla 2.los valores obtenidos para la aceleración de la lámina.
• Agregue una masa a la lámina para aumentar la masa del cuerpo que cae. Registre el movimiento de caída de ella y  obtenga su aceleración, tal como lo hizo anteriormente. en la Tabla 3.
• Agregue más masa a la barra y repita el punto anterior. Anotando los valores de las aceleraciones en la Tabla 3. 
• Repita lo anterior para obtener las aceleraciones de caídas hasta con cinco masas diferentes. Compare los valores obtenidos en las tres tablas siguiendo lo indicado en el apéndice. Su profesor le aclarará las posibles dudas de como hacerlo. ¿Qué puede decir del resultado de las comparaciones?

DATOS:

Tabla 1  Aceleraciones: Lámina dejada caer desde la misma altura .

Tabla 2  Aceleraciones: Lámina dejada caer de diferentes alturas.

Tabla 3  Aceleraciones: Láminas con masas diferentes.

PREGUNTAS:

• ¿Qué gráfico se analizará en los experimentos de caída libre?
• R: Velocidad respecto del tiempo
• Respecto de la aceleración de los cuerpos en caída libre ¿qué se pretende observar en este experimento?

• R: El objetivo es probar que la aceleración es constante independiente de su masa y velocidad inicial

• ¿A qué se le llama aceleración de gravedad?
• R: A la aceleración  de los cuerpos en caída libre

• ¿A que se debe la caída libre de los cuerpos?
• R: Se debe a la atracción gravitacional que ejerce la tierra sobre ellos.

• ¿A partir de qué gráfica se determinará la aceleración y con qué parámetro?
• R:

• ¿Qué cuerpo se dejará caer en este experimento?
• R: Una lámina obturadora

• ¿Para tramos de qué longitud el sensor (fotopuerta) medirá los tiempos en éste experimento? Exprese el largo del tramo en metros y en centímetros.
• R:

• ¿En qué consiste la “lámina obturadora”?
• R:

• ¿Por qué es necesario que la lámina en su caída se mantenga lo más vertical posible en su caída?
• R:

• ¿Qué gráfico aparecerá inmediatamente de realizado cada experimento?
• R:

• ¿Qué cantidad física se busca medir en el experimento?
• R: Se busca medir la aceleración de un cuerpo en caída libre

• ¿Por qué se dejarán caer cuerpos de diferentes masas en este experimento?
• R: Para demostrar que la masa inicial no influye en la aceleración de un cuerpo en caída libre

• ¿Con qué finalidad, en el punto 5 se dejará caer la lámina desde distintas alturas?
• R:

• ¿Por qué se repite varias veces el experimento, como se indica en el punto 4?

R:

CONCLUCION

A través de este experimento se demostró la teoría de los cuerpos en caída libre, la cual se define como la aceleración constante independientemente de la masa y velocidad inicial.

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