CAIDA LIBRE

OBJETIVOS

Obtener experimentalmente la relación entre espacio recorrido y tiempo de una esfera que cae libremente desde alturas variables que se desplaza a través de un fluido. El tiempo de caída se determinará mediante rapidez y aceleración en función del tiempo.

Hacer un estudio de las posibles variaciones que pueda sufrir la velocidad que alcanza el cuerpo dentro de un fluido.

Describir a través de la experimentación algún efecto que comporte una variación en la velocidad de un cuerpo en un fluido.

INTRODUCCIÓN

El movimiento de una partícula se conoce por completo si la posición de la partícula en el espacio se conoce en todo momento. La posición de una partícula es la ubicación de la partícula respecto a un punto de referencia elegido que se considera el origen de un sistema coordenado.

El desplazamiento de una partícula se define como su cambio en posición en algún intervalo de tiempo. Conforme la partícula se mueve desde una posición inicial xi a una posición final xf, su desplazamiento se conoce por:

∆x=xf-xi

Se usa la letra griega mayúscula delta (Δ) para denotar el cambio en una cantidad. A partir de esta definición se ve que Δx es positiva si xf es mayor que xi y negativo si xf es menor que xi.

Es muy importante reconocer la diferencia entre desplazamiento y distancia recorrida. Distancia es la longitud de una trayectoria seguida por una partícula.

La velocidad promedio (vx prom) de una partícula se define como el desplazamiento Δx de la partícula dividido entre el intervalo de tiempo Δt durante el que ocurre dicho desplazamiento:

Vx= ∆x/∆t

La rapidez promedio de una partícula, una cantidad escalar, se define como la distancia total recorrida dividida entre el intervalo de tiempo total requerido para recorrer dicha distancia:

Vprom=d/∆t

Cuando la velocidad de ésta cambia con el tiempo, se dice que la partícula acelera.

La aceleración promedio (ax prom) de la partícula se define como el cambio en velocidad Δvx dividido por el intervalo de tiempo Δt durante el que ocurre el cambio:

a prom=∆vX/∆t= (vxf-vxi)/(tf-ti)

Como con la velocidad, cuando el movimiento a analizar sea unidimensional, se usan los signos positivo y negativo para indicar la dirección de la aceleración. Puesto que las dimensiones de velocidad son L/T y la dimensión de tiempo es T, la aceleración tiene dimensiones de longitud divididas entre el tiempo al cuadrado, o L/T2. La unidad del SI de aceleración es metros por segundo al cuadrado (m/s2).

Cuando se usa la expresión objeto en caída libre no necesariamente se hace referencia a un objeto que se suelta desde el reposo. Un objeto en caída libre es cualquier objeto que se mueve libremente sólo bajo la influencia de la gravedad, sin importar su movimiento inicial.

Los objetos que se lanzan hacia arriba o abajo y los que se liberan desde el reposo están todos en caída libre una vez que se liberan. Cualquier objeto en caída libre experimenta una aceleración dirigida hacia abajo, sin importar su movimiento inicial.

La magnitud de la aceleración de caída libre se denotará mediante el símbolo g. El valor de g cerca de la superficie de la Tierra disminuye conforme aumenta la altitud. Además, ocurren ligeras variaciones en g con cambios en latitud. En la superficie de la Tierra, el valor de g es aproximadamente 9.80 m/s2. A menos que se establezca de otro modo, se usará este valor para g cuando se realicen cálculos.

Decimos que se trata de un movimiento rectilíneo uniforme cuando la partícula móvil recorre distancias iguales en intervalos de tiempo iguales, por lo tanto su velocidad es constante y la trayectoria es una línea recta, es decir si un objeto en movimiento no tiene aceleración, describe una trayectoria rectilínea (no hay aceleración

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