Práctica 1. Caída Libre.

Introducción

La cinemática (del griego κινεω, kineo, movimiento) es una rama de la física que estudia las leyes del movimiento (cambios de posición) de los cuerpos, sin tomar en cuenta las causas (fuerzas) que lo producen y se limita, esencialmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con que cambia la rapidez (módulo de la velocidad). La rapidez y la aceleración son las dos principales cantidades que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

El movimiento natural más frecuente en nuestro entorno es la caída de los cuerpos, la trayectoria que sigue un cuerpo en este tipo de movimiento es una línea recta en dirección vertical con respecto a la superficie terrestre. Las líneas de la trayectoria cruzarían por el centro de la tierra. La distancia recorrida hacia abajo se mide con respecto a la posición inicial en la que el cuerpo que cae estaba en reposo.

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. Cuando se habla de caída libre no se toma en cuenta la resistencia del aire.

Las contribuciones de Galileo Galilei permitieron entender cómo cambian con el tiempo la posición y la velocidad del cuerpo que cae, es decir, se tiene un movimiento uniformemente acelerado. La velocidad en este tipo de movimiento es proporcional al tiempo transcurrido y la distancia recorrida es proporcional al cuadrado del tiempo transcurrido. Galileo es quién señala que los cuerpos al caer independientemente del material del cual estén hechos, caen con la misma aceleración y llegando al mismo tiempo.

Modelo teórico

Las cosas caen a causa de la fuerza de gravedad. Cuando un objeto que cae es libre de toda restricción; sin fricción de aire o de cualquier otra especie, y cae bajo la sola influencia de la gravedad, ese objeto se encuentra en caída libre.

En la práctica nos apoyaremos del programa Tracker, en él se podrán determinar resultados a partir de las variables introducidas, el trabajo experimental pasa de ser físico a ser virtual y es con él que se podrá definir o concluir una hipótesis o predicción.

Desarrollo

1. Describan el procedimiento para instalar Tracker1.

• De la liga del cuaderno de prácticas se abrió la liga para bajar el archivo.

• Se descargó del archivo denominado Tracker-4.80-windows-installer.exe.

• Al concluir se ejecutó dicho archivo (Tracker-4.80-windows-installer.exe) y apareció la primera pantalla del instalador de Tracker, donde muestra información del nombre del programa y el desarrollador.

• El primer cuadro de diálogo da la bienvenida a la instalación y pide oprimir el botón “siguiente”.

• En la siguiente pantalla de debe seleccionar “Acepto los términos del Acuerdo” y oprimir el botón “siguiente”.

• El programa de instalación solicita especificar la carpeta en la cual se instalará el programa.

• A continuación se seleccionen los componentes a instalar. Se puede desmarcar o marcar los que se deseen y oprimir el botón “siguiente”.

• Como se seleccionó Xuggle, debe indicarse el directorio en donde se instalarán los archivos. Se oprime el botón “siguiente”.

• Se especifica el directorio en el cual se guardarán los archivos de videos y experimentos y se oprime el botón “siguiente”.

• Está listo el programa de instalación para iniciar el copiado de los archivos en su lugar correspondiente. Se oprime el botón “Siguiente”

• Se inicia el copiado de los archivos.

• Cuando concluye la instalación se oprime el botón “Terminar”

• Se debe reiniciar el sistema para completar la instalación. Se oprime el botón “Sí” y se reinicia el sistema operativo.

• Antes de iniciar se instala Quicktime y Java

2. Descarguen el video Balón en caída libre3 que se encuentra en el aula virtual.

• Se descargó el archivo indicado del aula virtual.

3. Describan la forma de abrir el video en Tracker.

El menú “Archivo” se selecciona “Abrir…”

En el cuadro de diálogo se selecciona el video del balón en caída libre y se oprime el botón “Abrir”

Se inició la carga del video en el programa Tracker.

Cuando se carga el archivo aparece el primer cuadro el video en la pantalla del programa

4. Describan los siguientes puntos:

• El procedimiento para obtener los datos de la posición horizontal conforme cae el balón: obtener la trayectoria de la masa puntual, colocación de los ejes y la regla, la posición del balón, cómo marcar y obtener los datos.

1. Para colocar los ejes se selecciona de la barra de herramientas “Mostrar/Ocultar los ejes de coordenadas” y aparece en la pantalla dos líneas cruzadas color rosa; al hacer clic en donde cruzan aparece un cuadro con el cual puede moverse de posición el centro y colocarlo donde se requiera.

2. Para colocar la regla se seleccionó de la barra de herramientas “Mostrar, ocultar o elegir las herramientas de calibración”, “Nuevo” y “Vara de Calibración”

Con ello se colocó en la pantalla una línea azul con un valor que pueden modificarse al dar clic sobre él. La posición y el ancho se modifican con las cruces que aparecen en los extremos de la línea.

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