Laboratorio experimental de Mecánica Traslacional

[pic 1]                                                [pic 2]

Universidad Autónoma de Nuevo León.

Facultad de Ciencias Físico Matemáticas.

Laboratorio experimental de Mecánica Traslacional.

Horario: Sábado de 08:00-10:00

Practica # 7: Caída libre.

Alumno: Alexis Enrique Jasso Morales.

Matricula: 1640419.

Docente: José de Jesús Quijano Briones.

 18 de Marzo de 2017, San Nicolás de los Garza, Ciudad Universitaria.

Resumen:

Éste tipo de movimiento que tenemos es uniformemente acelerado con una aceleración cercana a los  .[pic 3]

La prueba consistió en la tomar el tiempo que le tomaba recorrer una distancia controlada a una esfera.

Durante la elaboración del experimento nos topamos con pocas dificultades por tener todos los materiales a la mano.

Introducción.

Se conoce que todo cuerpo situado sobre la superficie de la tierra experimenta la acción continua de una fuerza constante "su peso"; de no existir obstáculo alguno: Fuerza de rozamiento del aire, presión, fuerza de empuje, dicha acción pondría en movimiento uniformemente acelerado al cuerpo.

Se dice que un cuerpo se mueve en “caída libre”; cuando sobre él actúa únicamente la fuerza de atracción gravitacional.

Mediciones de espacio y tiempo realizadas con precisión, muestran que 'a velocidad de los cuerpos en caída libre se incrementa en forma constante; es decir, se mueven con aceleración constante. Esta aceleración se le conoce con el nombre "aceleración de la gravedad", y se le designa con la letra “g”.

Mediciones en diferentes puntos de la Tierra muestran que g varía de un lugar a otro. Por ejemplo, aumenta con el incremento de la Latitud Geográfica y disminuye al aumentar la altura sobre el nivel del mar.

Cuando la distancia recorrida en la caída libre de un cuerpo es pequeña, se puede considerar que durante todo el recorrido la fuerza de atracción gravitacional es constante. Por lo tanto, la aceleración del cuerpo también será constante y por consiguiente, las leyes a que obedece el movimiento en caída libre son las del movimiento uniformemente acelerado.

Consideremos el caso de un cuerpo que cae libremente a partir del reposo, transcurrido un tiempo el cuerpo habrá recorrido una distancia

La relación entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrerla está dada por la siguiente ecuación:

[pic 4]

Donde aplicando las condiciones anteriormente establecidas que debe cumplir un cuerpo en caída libre.

[pic 5]

Podrá notarse que la masa del cuerpo no interviene en estas ecuaciones; por lo tanto, cuando el movimiento es de caída libre, todos los cuerpos (sin importar la magnitud de su masa), partiendo del reposo y desde una misma altura, alcanzarán el suelo con la misma velocidad y al mismo tiempo.

Si la caída es en el aire, sobre el cuerpo actuarán además de la fuerza gravitacional, otras fuerzas como la de rozamiento y la presión. Por lo tanto, este movimiento ya no corresponde al de caída libre.

Objetivo.

Obtener la ecuación empírica que relaciona a la posición y tiempo de un cuerpo que cae debido a la gravedad.

Obtener el valor de la aceleración experimental y compararlo con el valor teórico de [pic 6]

Hipótesis.

En este experimento se intenta tener un ambiente controlado ejecutándose en un laboratorio cerrado para evitar fuertes ráfagas de viento, se espera que en el experimento al realizar las todas las repeticiones en la toma de datos se pueda observar en un gráfico de posición vs tiempo una parábola que abre hacia arriba porque mi referencia es el punto en el que dejo caer la esfera.

Diseño experimental.

El experimento comienza con la organización del equipo para comenzar a ensamblar el equipo necesario, la estructura consistió en montar en el soporte universal los dos dispositivos que ayudan a marcar el inicio y fin del recorrido de la esfera.

Esos dos dispositivos son sensores que están conectados a un cronometro quien es el responsable de llevar a cabo el conteo además de que el sensor ubicado en la parte de arriba es a su vez un electroimán que sostiene la esfera.

Materiales.

[pic 7][pic 8][pic 9]

[pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

Los datos recolectados son:

Obteniendo la media aritmética del tiempo obtengo:

...