Medición De La Aceleración De Una Masa Mediante Caída Libre

Medición de la aceleración de una masa mediante caída libre

Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Favaloro

Resumen

En este trabajo se determina la aceleración de una cebra (placa de plástico con marcas negras del mismo ancho a un intervalo determinado una de otra) cuando es sometida a una caida libre. Para realizar esto utilizamos un fotosensor para medir el tiempo en el momento que la cebra pasa por el fotosensor hasta que termina de pasar por la última marca. Gracias al software de dicho dispositivo, podemos saber en que momento pasa por cada marca, haciendo que los resultados sean mas fieles a la verdad. A partir de los datos recolectados por la experiencia, es posible determinar, mediante la utilización de diferentes ecuaciones, la aceleración resultante de la placa.

Introducción

“El ejemplo más conocido de movimiento con aceleración (casi) constante es la caída de un cuerpo bajo la influencia de la atracción gravitacional de la Tierra. Esto ha interesado a filósofos y científicos desde la antigüedad. En el siglo IV A.C., Aristóteles pensaba (erróneamente) que los objetos pesados caían con mayor rapidez que los ligeros, en proporción a su peso. Diecinueve años después, Galileo aseguró que un cuerpo caía con una aceleración constante e independiente de su peso. Según la leyenda, Galileo experimentó dejando caer balas, desde la torre inclinada de Pisa.”(1)

A modo de llevar a cabo este experimento, nos basamos en el razonamiento de Galileo para formular nuestra hipótesis. La misma supone que, siendo lanzados desde una determinada altura, todos los cuerpos caerán verticalmente con la misma aceleración. La masa de estos cuerpos no influiría en el valor de esta aceleración.

Podemos asumir que si la distancia desde la cual se la cual se deja caer el objeto hasta el suelo, es de un tamaño mucho mejor que el radio terrestre, la aceleración será constante, y será aproximadamente 9,81m/s2, que es por convención la aceleración de la gravedad.

Al tener cada cuerpo la misma aceleración, es decir, aceleración constante, utilizaremos la ecuación para el movimiento rectilíneo uniformemente variado, para la posición en función del tiempo.

Mediante esta ecuación es posible obtener la aceleración del movimiento para una determinada masa. Dicha aceleración no será exactamente 9,81m/s2, ya que el medio en el que se realiza el experimento no es el vacío, por lo que diversos factores influyen en la medición.

Método Experimental

A modo de realizar este experimento, conectamos un fotointerruptor a la computadora. El mismo funciona en base al estado 1 -cuando un objeto pasa de un extremo al otro-, y en base al estado 0-cuando el objeto no pasa, debido a una interrupción en su transmisión-. El objeto utilizado para pasar por dicho fotointerruptor fue una cebra, un rectángulo plástico que contiene franjas blancas y negras. El fotointerruptor solo detecta las franjas negras, mientras que ignora las franjas transparentes. La cebra fue lanzada cuidadosamente, perpendicularmente al suelo, y con la precaución adicional de que no roce el fotointerruptor. El software del fotointerruptor interpreta sus resultados en intervalos de tiempo.

A modo de asignarle una distancia a cada

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