Caída Libre Y Movimiento Parabólico

Introducción

En física se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. No se toma en cuenta las caídas reales donde hay influencia menor o mayor de la resistencia del aire.

Todos los cuerpos con este movimiento tienen una aceleración constante dirigida hacia abajo, cuyo valor depende del lugar en que se encuentren. En la Tierra esta aceleración tiene un valor promedio de 9.8 m/s2.

Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Todos los cuerpos están sometidos a la fuerza de atracción que ejerce la Tierra sobre cualquier masa, sabiendo esto, si se lanza un objeto horizontalmente, este avanzará a velocidad constante en esa dirección y caerá verticalmente con un movimiento uniformemente acelerado.

Debido a esto el movimiento parabólico se puede analizar con la composición de dos movimientos rectilíneos, el movimiento rectilíneo uniforme en el eje horizontal y el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado o caída libre en el eje vertical.

En esta experiencia se tiene como objetivo estudiar y analizar el movimiento parabólico y de caída libre, y comparar los resultados experimentales obtenidos con los valores teóricos y ecuaciones que ya conocemos.

Método Experimental

Comenzamos por el análisis del movimiento parabólico, para lo cual utilizamos: aparato de proyectil, balín, regla graduada, tabla de madera, papel carbón y papel blanco.

Colocamos el aparato de proyectil con una inclinación de 25°, empujamos el balín hasta el primer resorte y lo disparamos para medir hasta donde llegaba, de esta manera determinamos ir tomando el recorrido del balín colocando la tabla con el papel blanco y papel carbón a cada 10 cm en donde se buscaba obtener alrededor de 10 datos. A cada 10 cm se medía en qué lugar había pegado el balín en la tabla.

Este proceso se repitió con el segundo y tercer resorte del aparato de proyectil tomando los datos cada 15 y 30 cm respectivamente. Cuando se obtuvieron estos datos, se restó la altura del piso hasta donde se disparaba el balín y se hizo la tabla, luego se graficó en Origin las tres tablas en un solo gráfico para comparar los movimientos con la variación de la fuerza del proyectil

Para el segundo experimento del movimiento parabólico también se recopilaron tres tablas, en este caso se utilizó el segundo resorte y se varió el ángulo de inclinación del proyectil 15°, 25° y 35°. Se graficaron los tres datos en un solo gráfico para comparar los resultados.

Para el análisis del movimiento de caída libre se utilizó: aparato de caída libre, balín, regla graduada y el programa Data Studio.

Se dejó caer el balín desde el aparato de caída libre y la placa en donde caía estaba conectada al programa Data Studio, de manera que medía el tiempo que tardaba desde donde caía hasta la placa, se tomaron 10 tiempos y se obtuvo un tiempo promedio. Se fueron variando las alturas de caída de 10 en 10 cm hasta las alturas mayores donde se fue aumentado un poco la separación y se repitió el proceso de obtener el tiempo promedio para cada altura hasta los 200 cm. Con estos datos se realizó un gráfico altura vs tiempo.

Resultados

Movimiento Parabólico

Lanzamiento de proyectil, cambiando el resorte.

Tabla #1: Primer resorte

X (cm) Y (cm)

10 4.6

20 8.4

30 11.4

40 13.5

50 15.1

60 15.8

70 15

80 13.8

90 11.9

100 8.5

110 4.1

Tabla #2: Segundo Resorte

X (cm) Y (cm)

30 14.5

45 19.5

60 24

75 27.2

90 28.2

105 29.5

120 28.4

135 26.9

150 25.8

165 22.3

180 16

Tabla #3: Tercer resorte

X (cm) Y (cm)

30 17

60 27.3

90 36.7

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