Laboratorio “I” de fisica. Aceleracion de la gravedad

UNIVERSIDAD DE ORIENTE

NÚCLEO DE BOLÍVAR

UNIDAD DE ESTUDIOS BASICOS

DEPARTAMENTO DE FISICA

LABORATORIO “I” DE FISICA

TRABAJO PRESENTADO A: TRABAJO PRESENTADO POR:

RAMON MARTINEZ EDIMSON ALBERTO PUCCINI

C.I.17.341.062

LUISANA SALAZAR

C.I. 20.556.953

RICARDO CEBALLO

C.I. 17.478.942

CIUDAD BOLÍVAR, JUNIO DE 2012

INDICE

INTRODUCCION

Mediante el uso de una fotocelda conectada a un computador estudiaremos el movimiento de un cuerpo en caída libre, con el fin de obtener el valor de la aceleración al que se ve sometido.

Analizaremos también la posible dependencia de la aceleración con el incremento de la masa del cuerpo.

Cuando un objeto cae libremente, se acelera debido a la fuerza neta aplicada. Si la resistencia del aire es despreciable, y la velocidad del objeto es medida sobre varios pequeños intervalos consecutivos a medida que cae, la diferencia en la velocidad del objeto puede ser usada para determinar la aceleración de gravedad.

OBJETIVOS

Objetivo General

Determinar el valor de la aceleración de la gravedad en nuestra latitud.

Objetivos Específicos

Obtener la pendiente de la gráfica velocidad versus tiempo (v vs t) para cada uno de los números de lanzamientos de la lámina obturadora.

Obtener, a partir del cálculo de errores, la presentación experimental de g (g = gprom. ± Δg).

Comparar el valor experimental promedio con el teórico “más probable” (g = 9.80 m/s2) Hacia el examen previo.

EQUIPOS NECESITADOS

Sensor de Foto puerta (CI-6742)

Lámina Obturadora

Base y soporte

PROCEDIMIENTO

Al entrar al laboratorio de Física, nos colocamos la indumentaria respectiva (la bata), luego el profesor nos explico el proceso del manejo del programa ya preparado por el técnico del laboratorio para el cálculo de la gravedad.

El técnico realizo el siguiente proceso:

PARTE I: CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO.

1. Conecte la interface del ScienceWorkshop al computador, encienda la interface y encienda el computador.

2. Conecte el plug de la Fotocompuerta al canal digital 1 de la interface.

3. En la pantalla principal, haga un clic en Data Studio para abrir el archivo, a continuación aparecen cuatro opciones, escoja “Crear Experimento” y realice un doble clic.

Puede visualizarse en la pantalla del computador una fotografía del Scienceworkshop. Haga un clic en la línea de Canal 1 para añadir el sensor.

4. En la pantalla se despliega una ventana para escoger el Sensor Digital.

Para esta práctica, seleccione la opción “Fotopuerta y lámina obturadora” y haga un clic en aceptar.

PARTE II: CALIBRACIÓN DEL SENSOR Y CONFIGURACIÓN DEL EQUIPO. No es necesario calibrar el sensor.

1. El programa supone 5 centímetros (0, 05 m) de espacio -de punta a punta-, entre la separación del borde inferior de una banda opaca y el borde inferior de la banda opaca siguiente en la "lámina obturadora". Para cambiar la configuración predeterminada a otro valor, haga doble clic en el Fotopuerta y Lámina Obturadora, luego hacer clic en la ventana “Constantes”. Introduzca el valor correcto para la separación de las bandas opacas en su Lámina Obturadora. Haga clic en Aceptar para regresar a la ventana de configuración del experimento.

PARTE III: TOMA DE DATOS.

1. Antes de grabar los datos para su posterior análisis, practique con la Fotopuerta y la Lámina Obturadora.

Se recomienda que un viejo artículo de ropa, muestre de alfombra, o un pedazo de cartón se coloque en el suelo directamente debajo de la Fotopuerta, para que la lámina obturadora tenga un suave lugar para aterrizar y así no se deteriore con facilidad.

2. Cuando todo esté listo, inicie la grabación de datos. Sostenga la lámina obturadora en un extremo entre el pulgar y el dedo índice para que el borde inferior la lámina obturadora esté justo por encima del haz de luz de la Fotopuerta.

3. Deje caer la lámina obturadora verticalmente a través de la Fotopuerta. La grabación de datos se inicia cuando el haz de luz de la Fotopuerta incida en la primera área transparente. Detener la grabación una vez que la lámina obturadora ha pasado totalmente a través de la Fotopuerta.

ANÁLISIS DE DATOS

Configura tu pantalla el gráfico que muestra los valores de la velocidad en función del tiempo.

Examinar el tramo de la velocidad en función del tiempo en la gráfica. Si es necesario, ajustar la escala del gráfico para ajustar los datos, haciendo clic en el ícono “optimizar”. Determine la pendiente de la recta más ajustada de la velocidad en función del tiempo, haciendo clic en “Herramientas de Ajuste”.

MARCO TEÓRICO

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.

El concepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a satélites no propulsados en órbita alrededor de la Tierra, como la propia Luna. Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las trayectorias geodésicas en el espacio-tiempo descritas en la teoría de la relatividad general.

Caída libre

Se le llama caída libre al movimiento que se debe únicamente a la influencia de la gravedad.

Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. En la Tierra este valor es de aproximadamente 9,8 m/s², es decir que los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo.

La aceleración a la que se ve sometido un cuerpo en caída libre es tan importante en la Física que recibe el nombre especial de aceleración de la gravedad y se representa mediante la letra g.

En el gráfico y en la tabla se puede ver la posición de un cuerpo en caída libre a intervalos regulares de 1 segundo.

En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire.

Lugar g (m/s²) Hemos dicho antes que la aceleración de un cuerpo en caída libre dependía del lugar en el que se encontrara. A la izquierda tienes algunos valores aproximados de g en diferentes lugares de nuestro Sistema Solar.

Para hacer más cómodos los cálculos de clase solemos utilizar para la aceleración de la gravedad en la Tierra el valor aproximado de 10 m/s² en lugar de 9,8 m/s², que sería más correcto.

Mercurio 2,8

Venus 8,9

Tierra 9,8

Marte 3,7

Júpiter 22,9

Saturno 9,1

Urano 7,8

Neptuno 11,0

Luna 1,6

Para realizar los cálculos se ha utilizado el valor g = 10 m/s².

Observa que la distancia recorrida en cada intervalo es cada vez mayor y eso es un signo inequívoco de que la velocidad va aumentando hacia abajo.

tiempo (s) 0 1 2 3 4 5 6 7

posición (m) 0 -5 -20 -45 -80 -125 -180 -245

Ahora es un buen momento para repasar las páginas que se refieren a la interpretación de las gráficas e-t y v-t y recordar lo que hemos aprendido sobre ellas.

Ya hemos visto que las gráficas posición-tiempo y velocidad-tiempo pueden proporcionarnos mucha información sobre las características de un movimiento.

Para la caída libre, la gráfica posición

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