Lab Fisica Usm

RESULTADOS:

La temática de esta experiencia fundamentalmente consiste en el análisis de diversas variables cuando un cuerpo es sometido a caída libre.

Descripción del recorrido en caída libre.

En esta experiencia se procede a registrar el movimiento durante la caída libre de un cuerpo mediante la Cámara VideoCom, la cual solo ve el movimiento unidimensionalmente, siendo este analizado por un software computacional.

El cuerpo utilizado en esta experiencia es una tablilla de acrílico a la cual están adosadas dos cintas reflectantes separadas 0.2 metros una de la otra. Inicialmente se procede a dejar la tablilla en el electro imán y luego soltarla para comenzar con el registro de su posición respecto al tiempo.

Una vez hecho esto, el software computacional al seleccionar el ajuste parábola arroja por resultado el grafico 1 con sus ecuaciones correspondientes.

Grafico 1 Posicion del objeto durante una caida libre respecto al tiempo.

Sus respectivas ecuaciones fueron:

4,96x^2- 0,06x+0,1981 m (Ax^2+Bx+C)

4,97x^2- 0,07x+0,0027 m (Ax^2+Bx+C)

Descripción de la velocidad en caída libre.

En esta segunda parte, se procede nuevamente a realizar lo anterior, dejar caer la tablilla, pero en esta ocasión se realiza con el fin de registrar el comportamiento de la velocidad del cuerpo respecto al tiempo. Una vez realizado esto, y realizando el ajuste Recta Promedio se obtiene el grafico 2 con sus ecuaciones:

Grafico 2. Recta promedio de la velocidad en caída libre.

Las ecuaciones entregadas son las siguientes:

9,95x-0,075 [m/s] (Ax+B)

9,91x-0,063 [m/s] (Ax+B)

Obtención de la aceleración de gravedad.

En esta tercera parte, se quiere obtener la aceleración que actúa sobre la tablilla, dejando caer esta igual que en los casos anteriores mediante caída libre. El grafico obtenido en esta ocasión es el de aceleración respecto al tiempo, entregando cada cinta reflectante de la tablilla una aceleración distinta, por lo cual el promedio de estas será la aceleración. Se repite este proceso 8 veces, como lo evidencia la tabla 1.

Ac(1) Ac(2) Promedio

9,87 9,88 9,88

9,76 9,87 9,82

9,88 9,87 9,88

9,74 9,87 9,81

9,84 9,85 9,85

9,76 9,88 9,82

9,88 9,84 9,86

9,70 9,90 9,80

Tabla 1.Aceleracion de la tablilla respecto a sus dos cintas reflectantes.

Obtenidos cada uno de los promedios, se procede a calcular mediante el promedio de estos mismo la aceleración a la cual estuvo sometida la tablilla que resulto ser 9.84 [m/s²], además se calculo su desviación estándar que dio 0,031. Contando con este dato y con la aceleración estándar de Vitacura que es 9,79[m/s²] se puede obtener el error porcentual adherido a la medición experimental, dando como resultado un error del 1,271%.

También se obtuvo mediante el software y el ajuste Valor medio de intervalos, el grafico 3 de la aceleración:

Grafico 3. Aceleración en caída libre.

Aceleraciones obtenidas:

-9,70 [m/s^2 ] +/- 0,03 [m/s^2 ]

-9,95 [m/s^2 ] +/- 0,03 [m/s^2 ]

Obtención de la fuerza de roce.

En esta etapa se realiza algo similar a todas las anteriores lo único que varía es el poner en la tablilla 4 papeles post-it para apreciar cual es el efecto de la fuerza de roce en esta misma, especialmente respecto su aceleración, el grafico obtenido mediante el software es de aceleración v/s tiempo:

Grafico 4. Aceleración en caída libre de la tablilla, con el efecto de tener adosadas a ella papeles post-it.

Aceleraciones Obtenidas:

-9,56 [m/s^2 ]±0,03 [m/s^2 ]

-9,51 [m/s^2 ]±0,04 [m/s^2 ]

Medición del Tiempo de Reacción.

En esta última parte utilizando una regla métrica se quiere analizar el tiempo de reacción de cada uno de los integrantes. Para llevar a cabo esto uno de lo integrantes debe tomar la regla, para luego soltarla y ser atajada por el otro, tras esto se mide la distancia que se desplazo la regla y en base a estos datos se calcula el tiempo de reacción mediante la siguiente ecuación:

d=1/2 gt²

Tras haber realizado este mismo ejercicio 8 veces por cada integrante, se obtuvo la siguiente tabla de datos:

Distancia 1 (m) Distancia 2 (m)

0,17 0,23

0,17 0,20

0,18 0,14

0,19 0,11

0,12 0,23

0,13 0,19

0,09 0,18

0,14 0,15

Tabla 2. Distancia en reaccionar por cada integrante.

El promedio de la distancia de reacción de cada integrante fue 0,15 metros para el primero y 0,18 metros para el segundo integrante.

Respecto a la tabla de distancias de reacción anterior, se obtienen los tiempos de reacción para cada uno de los datos, al aplicar la ecuación N° 5, los cuales están en la siguiente tabla.

Tiempo 1 (s) Tiempo 2 (s)

0,184 0,214

0,184 0,202

0,189 0,169

0,197 0,150

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