Experimento sobre fuerza de gravedad

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            Experiencia N°2

  “……………”

Profesor: Señor Eugenio Contreras.

Alumnos: Luardo Camila

     Orellana Catalina

     Saldes Javiera

     Vega Diego

Curso: II°B

Fecha Realización: 20 de Noviembre, 2016

Fecha de Entrega: 23 de Noviembre, 2016

I.  Introducción

1.2. Objetivos

La intención de este informe se basa en dos puntos:

• Llegar a entender el movimiento de un cuerpo en caída libre.
• Determinar la “Aceleración de la Gravedad”, por medio de dos experiencias: “Caída Libre” y “Péndulo Matemático”.

1.2. Descripción Teórica

Previamente a realizar los experimentos y el presente informe, fue necesario comprender y conocer algunos conceptos claves.

• La Aceleración de Gravedad (g)

La Aceleración de Graveada, la cual es determinada por la letra “g”, recibe un valor aproximadamente de 9,8 . Esto significa que un cuerpo que se deja caer libremente aumenta su velocidad en 9,8 m/s por cada segundo que pasa. Hay que tomar en cuenta que la aceleración de gravedad varía al no estar producida en ausencia de aire.[pic 3]

• Caída Libre de un Cuerpo

Este es un movimiento rectilíneo uniforme acelerado, es decir, la aceleración de gravedad experimentada por el cuerpo permanece constante en magnitud y dirección (en eje y) en el transcurso de cierto tiempo.

Este tipo de movimiento posee cuatro ecuaciones de “caída libre”, las cuales se presentan a continuación:

                                           ) t[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

En estas ecuaciones es importante considerar que todas las variables son magnitudes vectoriales y que:

 : Velocidad final que posee el cuerpo.[pic 8]

  : Velocidad inicial que posee el cuerpo.[pic 9]

  : Aceleración de Gravedad.[pic 10]

 : Tiempo.[pic 11]

 : Posición final del cuerpo en eje y.[pic 12]

 : Posición inicial del cuerpo en eje y.[pic 13]

• Péndulo Simple o Matemático

El péndulo simple o matemático consiste en una masa suspendida mediante una cuerda y que se mueve de un lado a otro. Este instrumento posee varios conceptos, los cuales son:[pic 14]

-Longitud del péndulo (L) :  Es la distancia entre el punto de suspensión y el centro de gravedad del péndulo.
-Amplitud del movimiento: Es la distancia desde el punto de equilibrio (E) hasta los puntos de mayor desplazamiento (A y B).
-Aceleración de gravedad (g): Es la fuerza de atracción a la que está sometido un cuerpo determinado hacia en núcleo de la Tierra.
-Periodo (T) de un péndulo: Es el tiempo que le toma a la masa moverse desde un lado a otro y de vuelta al punto de inicio , es decir, desde un punto A hasta B y luego nuevamente hasta A.  Este periodo está dado por la expresión:

[pic 15]

Donde “” es la amplitud angular medida en radiantes. Sin embargo, una aproximación de la expresión anterior, la cual debe ser considerada para una amplitud menor a 10°, .se considera:

                                        [pic 16][pic 17]

II. Desarrollo Experimental

2.1. Materiales Utilizados

Para la realización efectiva de este experimento se requieren los materiales anotados a continuación:

• Un sistema de fotopuerta de caída libre.
• Una esfera.
• Nuez.
• Huincha de Medir.
• Un péndulo.
• Una base.
• Una barra mediana.
• Cronómetro Manual.
• Cuerpo de Péndulo
• Hilo.

2.2. Esquemas y/o Diagramas

A continuación se presentan imágenes de los instrumentos y procedimientos implementados en la realización de los experimentos de “Caída Libre de un Cuerpo” y “Péndulo”.[pic 18]

[pic 19]

[pic 20][pic 21]

[pic 22][pic 23][pic 24]

[pic 25][pic 26]

[pic 27][pic 28][pic 29]

[pic 30][pic 31]

2.3. Procedimiento Experimental

En el desarrollo de este experimento se realizaron dos procedimientos. Uno con el Sistema de Fotopuertas de Caída Libre y otro con el Péndulo. Cada uno de ellos se explican a continuación detalladamente.

1. Procedimiento “Caída Libre”

Para esta etapa se necesita instalar el Sistema de Fotopuertas de Caída Libre y la base junto a la barra mediana y la nuez. Ya instalada, iniciamos con la experiencia, la cual está detallada a continuación:

1. Medimos con la huincha de medir la altura de donde cae la esfera, procurando comenzar desde el Sistema de Fotopuertas hasta la nuez donde se encontrará la esfera.
2. Colocar la esfera en la nuez y verificar que el Timer este en 0 seg.
3. Soltar la esfera y verificar el tiempo que se demoró su caída. Hay que repetir este procedimiento alrededor de 6 veces, de este manera se considerarán los tiempos más representativos para determinar el Tiempo final respecto a esa longitud.
4. Resetar el Timer y repetir todo el procedimiento con distintas alturas.

1. Procedimiento “Péndulo Simple”

Para esta etapa se necesitó instalar la base junto a la barra mediana, desde donde se colgará el hilo desde un extremo y en el otro el cuerpo del péndulo.

1. Con la huincha de medir se adecuó la barra mediana respecto al cuerpo del péndulo distintas longitudes. Estas en el experimento realizado fueron las siguientes: 60 cm, 56 cm, 52 cm, 48 cm, 44 cm, 40cm, 36 cm, 32 cm, 28 cm, 24 cm, 20 cm y 16 cm, desde la masa hasta la barra mediana.
2. Con cada una de las longitudes previamente mencionas, se medió el periodo (T). Para esto se inicia el movimiento, procurando que el ángulo no sea mayor a 10°. Luego, empieza a correr el cronómetro cuando el cuerpo del péndulo alcanza el punto de mayor desplazamiento, llamado punto A. Se contabilizan 10 oscilaciones y junto al término de la última oscilación se para el cronómetro. Se repite la medición del tiempo por longitud 6 veces, para luego descartar las que se encuentran fuera del rango, es decir, escoger las más representativas y promediarlas para obtener el “Tiempo Final”.
3. Como se sabe, el tiempo obtenido fue en base a 10 oscilaciones, por lo que para obtener el Periodo (T) es necesario dividir el tiempo obtenido por longitud en 10, para así obtener el Periodo (T).

2.4. Mediciones

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