CAIDA AMORTIGUADA

CAIDA AMORTIGUADA

Objetivo: Comprobar que un cuerpo que cae verticalmente en un fluido lo hace con movimiento rectilíneo uniforme y así obtener la ecuación empírica por el método de los mínimos cuadrados.

Introducción:

La fuerza es el empuje o el tirón que se ejerce sobre un cuerpo. Se trata de una magnitud vectorial, y por lo tanto, tiene una dirección y un sentidoAl aplicar una fuerza sobre un objeto, este adquiere una aceleración en el mismo sentido y dirección que la fuerza. Es decir que todo cuerpo de una aceleración deberá estar sometido a una fuerza resultante.

La fuerza resultante que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa por la aceleración que la comunica.

Leyes de Newton del movimiento:

1. Todo cuerpo permanece en estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que actúe sobre el una fuerza resultante. Es decir, para que un cuerpo posea una aceleración debe actuar sobre el una fuerza.
2. Una fuerza “F” aplicada a un cuerpo le otorga una aceleración “a” en la misma dirección y sentido, que es directamente proporcional a ella e inversamente proporcional a la masa “m” del cuerpo.

F=kma

Siendo “k” una constante de proporcionalidad.

1. A toda fuerza (acción) se le opone otra (reacción). Las fuerzas de acción y reacción siempre estarán aplicadas a cuerpos distintos.

En esta práctica se observa que una pelota que cae a través de un tubo con agua presenta un movimiento rectilíneo uniforme, pues la distancia que recorre y el tiempo son proporcionales y constantes.

Un movimiento es rectilíneo cuando describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, ya que su aceleración es nula. Nos referimos a él como MRU.

El MRU se caracteriza por:

• Movimiento que se realiza en línea recta
• Velocidad constante.
• Aceleración nula[pic 1]
• Tiempo y Posición Variable.

Un cuerpo realiza un movimiento rectilíneo uniforme cuando su trayectoria es una línea recta y su velocidad es constante. Esto implica que recorre distancias iguales en tiempos iguales.[pic 2]

Las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme son:

x=x0 +v⋅t                                         v=v0 =cte                                                  a=0

Donde:

•x, x0: La posición del cuerpo en un instante dado (x) y en el instante inicial (x0). Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro (m)

•v,v0: La velocidad del cuerpo en un instante dado (v) y en el instante inicial (v0). Su unidad en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo (m/s)

•a: La aceleración del cuerpo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) es el metro por segundo al cuadrado (m/s2)

Hipótesis Experimental: La pelotita que cae verticalmente en un fluido aumentara de velocidad, por lo que el tiempo que tarde entre marca y marca será menor mientras más cerca se encuentre del fondo.

Materiales:

• Un tubo de vidrio de 2.40 m de longitud, cerrado por un extremo y marcado cada 15 cm.
• Una pelota con densidad media ligeramente mayor que la del agua
• Cronómetro de un Celular

Procedimiento:

Suspender el tubo verticalmente y llenarlo hasta el “tope”. Adóptese un eje  “y” de referencia y considérese la marca más alta como el origen. [pic 3]

Suéltese la pelota dentro del líquido y justo cuando pase por la marca ya mencionada (y=0) pónganse en marcha todos los cronómetros. El registro del tiempo se hace cada que la pelotita llegue a una marca.

Este registro del tiempo es más sencillo con la ayuda de un cronometro de celular pues nos despliega el tiempo total y el tiempo parcial, es decir el tiempo de diferencia que hay entre marca y marca, que será el que se utilizara durante esta práctica.[pic 5]

Registrar los datos en una tabla como la que se muestra a continuación:

Con base en los datos registrados en la tabla elaborar la gráfica teniendo en cuenta que “y” es longitud y “x” es el tiempo (en segundos)

Datos[pic 6][pic 7]

*YA QUE LOS DATOS OBTENIDOS CON LA PELOTA 1 SON MUY GRANDES, OBTENDREMOS LA ECUACION EMPIRICA A PARTIR DE LOS DATOS OBTENIDOS CON LA PELOTA 2 PUES NO SE INCREMENTARON TANTO Y LOS RESULTADOS SERAN UN POCO MAS ACERTADOS.

[pic 8]

[pic 9]

CÁLCULOS Y RESULTADOS

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