Medicion de la aceleracion gravitacional terrestre

Física

2022-1

                                                                     Medición de la aceleración gravitacional terrestre.

Estudiantes: Sofia Cano Méndez, Sandra Milena Sánchez Peña

                                                     Institución Universitaria Colegio Mayor de Antioquia        

Facultad de Arquitectura e Ingeniería

Correo-e: smsanchez@est.colmayor.edu.co,  sofiac@est.colmayor.edu.co 

Resumen. Esta práctica tuvo como objetivo principal ver más a detalle una trayectoria parabólica, se utilizó un lanzador de proyectil con una altura inicial y que se varió en 5 momentos, cada lanzamiento se realizó a un ángulo y una velocidad de salida constantes, (30° y 6,065 m/s respectivamente). Para poder determinar el punto de impacto del proyectil con el suelo se utilizó papel carbón en el que se vio reflejado el punto de impacto, siendo este referente para tomar cada una de las distancias en el eje X, en cada altura de lanzamiento se realizaron 3 disparos, se tomaron las 3 distancias recorridas y se promediaron para disminuir el porcentaje de error en los lanzamientos. Con los resultados obtenidos, basados en el M.R.U y M.R.U.A se pudo hallar el valor de la aceleración gravitacional y compararla con la información del Instituto Agustín Codazzi, obteniendo valores muy cercanos a los teóricos.

Palabras clave: aceleración gravitacional, ecuación, movimiento parabólico, movimiento rectilíneo uniforme, movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

1. Introducción

Los avances tecnológicos en el mundo requieren de todo futuro ingeniero desarrolle su iniciativa individual para observar, preguntar y en lo posible encontrar el porqué de las cosas. Para esto es necesario hacer una introducción gradual hacia los métodos de análisis.

El laboratorio de física es el complemento del curso teórico en el cual el estudiante entra en contacto con las leyes y principios básicos que estudia en las clases teóricas. ([1] Arango Pedro J., 1996)

La práctica de laboratorio tiene gran importancia en el estudio de comportamientos físicos  que experimentamos y de los que muy poco sabemos cómo es el caso de la aceleración gravitacional. Para conocer un poco más a fondo de qué estamos hablando, veamos teóricamente que es la aceleración gravitacional y que comprende en la presente práctica.

Cabe aclarar que la aceleración causada por la gravedad, denominada aceleración gravitacional, varía de un lugar a otro en la tierra, a mayores latitudes la aceleración es mayor.

Gravedad.

Concepto que se refiere a la alteración de la velocidad de un cuerpo debido a la acción sobre él de la fuerza de la gravedad. Cuando nos referimos a la gravitación esto es en general la fuerza de atracción entre dos objetos que tienen masa. La dirección de la gravedad es dirigida al centro del planeta verticalmente hacia abajo; esto no significa que la gravedad sea negativa, es a partir de los ejes coordenados que esto se define ya sea positivo (+) o negativo (-). ([2] Sepúlveda, 2016)

                           [pic 2]

[pic 3]

Dónde:

FmM: magnitud de la fuerza que experimenta un cuerpo debido a la tierra.

FMm: magnitud de la fuerza que experimenta la tierra debido a un cuerpo.

R: radio de la tierra

d: distancia de separación entre la superficie terrestre y el cuerpo.

G: constante de gravitación universal.

[pic 4]

[pic 5]

Movimiento parabólico.

Movimiento de una partícula o proyectil que describe una trayectoria llamada parábola en el aire, se impulsa con una velocidad inicial a un ángulo de elevación determinado.

En el eje horizontal, se obtiene un movimiento rectilíneo uniforme, además no actúa la aceleración gravitacional.

En el eje vertical, actúa un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, esta no depende del tiempo.

En el estudio de los tiros parabólicos se considera el lanzamiento del objeto sin la resistencia del aire (como si fuera en el vacío). Aunque éste es un factor muy importante que afecta la trayectoria real de vuelo, se complicaría demasiado el análisis de su movimiento para efectos prácticos (su estudio corresponde a la balística física).

Ilustración , Trayectoria parabólica[pic 6]

Nota: Portafolio física 1, Desconocido, Blog spot http://portfoliofisica1.blogspot.com/2017/02/movimiento-parabolico.html

Ilustración 2 Elementos tiro parabólico

[pic 7]

Nota: Tiro parabólico, Desconocido, Física 10 y 11https://sites.google.com/a/colegiocisneros.edu.co/fisica10y11/home/mecanica-clasica-de-particulas/tiro-parabolico

Donde:

Vo = Velocidad inicial de la partícula

θ = ángulo de elevación

R (Xmáx) = Rango o alcance horizontal

h (Ymáx) = Altura máxima de elevación

tv = Tiempo de vuelo

tm = Tiempo medio para llegar al punto más alto (vértice)

La velocidad inicial (Vo) se la puede indicar en sus componentes vertical (Voy) y horizontal (Vox).

La velocidad horizontal (Vx) es constante para todo el recorrido, y en el punto más alto (vértice) toda la velocidad de la partícula equivale a su velocidad horizontal: Vo = Vox; Voy = 0

Los ángulos de elevación y de llegada son iguales. La rapidez inicial (Vo) es igual a la rapidez final (Vf). ([3] Mundo de la Física, s.f.)

El tiempo de subida tm es igual al de bajada.

Para efectos de esta práctica, tenemos un lanzador de proyectiles con un ángulo de inclinación de Θi=30° y una velocidad inicial de Vo=6,065m/s ambos componentes constantes en todo el ensayo.

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