practica 4c: caida libre

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
CURSO FISICA MECANICA
PRACTICA DE LABORATORIO VIRTUAL
PRÁCTICA No. 4C: CAIDA LIBRE
1.
INTRODUCCION
Una de las observaciones elementales que nos proporciona la experiencia es la de que los objetos
del mundo real parecen estar en un estado permanente de movimiento relativo. La rama de la
MECANICA que se ocupa de la descripción del movimiento de los cuerpos, La Cinemática,
pretende establecer las relaciones entre posición-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo
además de clasificar el movimiento descrito. De todos los movimientos de la naturaleza, el más
sencillo es el que ocurre en una trayectoria recta; dentro de esta clase tenemos el movimiento
rectilíneo uniforme MRU y el movimiento uniformemente acelerado MUA. El ejemplo más común
de un cuerpo con aceleración casi constante es el de un cuerpo que cae en dirección a la Tierra.
Se ha descubierto que en ausencia de la resistencia del aire, todos los cuerpos, con independencia
de su tamaño o peso, caen con la misma aceleración en un mismo punto de la superficie terrestre;
y si la distancia recorrida es pequeña comparada con el radio de la Tierra, la aceleración
permanece constante durante la caída. Si se desprecia la resistencia del aire y la disminución de
la aceleración con la altura, se tiene un movimiento idealizado llamado “Caída Libre”, aunque el
término incluye tanto el movimiento de ascenso como el de descenso vertical de los cuerpos.
2. OBJETIVOS
2.1
2.2
Establecer gráfica y analíticamente las características de un cuerpo en caída libre.
Determinar experimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad en el lugar del
experimento.
3. MARCO TEORICO
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
Marco de referencia.
Posición, desplazamiento y trayectoria.
Rapidez media, velocidad media y velocidad instantánea.
Aceleración media y aceleración instantánea.
Características del movimiento de caída de cuerpos.
http://www.youtube.com/watch?v=joqT1_aSHbI
Ley de Gravitación Universal.
4. MATERIALES
Computador con conexión a internet, simulador.
5. PROCEDIMIENTO
5.1 MOVIMIENTO DE CAIDA LIBRE.
Visite
la
dirección:
Ingrese a: http://www.fisica.ufpb.br/prolicen/Applets/Applets1/LancamentodeProyectil/LanVert.html
Digite cero para la velocidad inicial.
Digite 400 como altura de lanzamiento.
Gravedad igual a -10 m/s2
Utilice la animación para tomar datos y completar la tabla de datos 1.
Haga clic en el botón actualizar para tener las medidas deseadas. Repita el experimentos para las
alturas dadas en la tabla.
TABLA 1. Análisis del movimiento de caída libre
Distancia
Y(m)
400
350
300
250
200
150
100
Tiempo
t (s)
Altura
h(m)
Velocidad Media
V ( m/s )
Elabore una gráfica de Distancia recorrida en función de tiempo empleado Y Vs t, determine el
tipo de relación existente entre estas dos variables y la respectiva ecuación.
Elabore una gráfica de Velocidad media en función de tiempo empleado V Vs t, determine el tipo
de relación existente entre estas dos variables y la respectiva ecuación.
Analizando el gráfico de
movimiento.
V
Vs
t,
determine el comportamiento de la velocidad durante el
Compare el comportamiento de distancia recorrida y velocidad en el tiempo con los
comportamientos de estas variables en un MUA. Qué concluye?
Si se asume que el movimiento de caída es un MUA, y en este caso se tiene
Vo = 0, entonces
iguale la primera ecuación obtenida con la expresión Y = g.t 2/2 (Por qué?), para determinar así
el valor Experimental de la aceleración de la gravedad en Neiva.
El valor teórico de la aceleración de la gravedad de un lugar situado a una altura H sobre el nivel
del mar, está dado por:
9,81
g =
------------------------------
(m/s2)
[1 + H/(6,37x10 6 )] 2
Consulte la altura sobre el nivel del mar y determine el valor teórico de la aceleración de la
gravedad en Neiva. Con los dos valores encontrados determine el error porcentual asociado y
analice las posibles fuentes de error.
Consulte sobre la Ley de Gravitación Universal, y con ayuda del valor experimental de g determine
un valor experimental para la Constante de Gravitación Universal. Determine el error porcentual
asociado.
6. APLICACIONES.
El siguiente applet simula la caída libre de los cuerpos para cualquier planeta del sistema Solar.
Establezca la altura, velocidad inicial (v0) y el valor de g con las barras de desplazamiento. Para
iniciar la simulación presione el botón "Lanzar".
Práctica, investiga, piensa, infiera y conoce.
Ingrese a: http://galia.fc.uaslp.mx/~medellin/Applets/Caida/caida.htm
“ Una bala de cañón que pesa 100 o 200 libras, o incluso más,
no llegará al suelo ni un palmo más lejos que una bala de
mosquete que pese sólo media libra, siempre y cuando ambos
se dejen caer desde una altura de 200 codos ”
GALILEO GALILEI