CAIDA LIBRE

SANTIAGO HENAO SALAZARZULEIDY VANESSA YARURO OROZCO

FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYANFACULTAD DE INGENIERIASINGENIERIA DE SISTEMAS

POPAYAN2016

CAIDA LIBRE

SANTIAGO HENAO SALAZARZULEIDY VANESSA YARURO OROZCO

Trabajo presentado a FABIAN VASQUEZEn la materia de FÍSICA

FUNDACION UNIVERSITARIA DE POPAYANFACULTAD DE INGENIERIASINGENIERIA DE SISTEMAS

POPAYAN2016

CONTENIDO

pág.

INTRODUCCIÓN.....................................................................................................1

1. OBJETIVOS.......................................................................................................2

1.1. OBJETIVOS GENERALES.........................................................................2

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS.......................................................................2

2. MARCO TEORICO............................................................................................3

3. MATERIALES....................................................................................................4

4. METODOLOGIA EXPERIMENTAL...................................................................5

5. DATOS Y CALCULOS.......................................................................................6

5.1. DATOS Y GRAFICAS OBTENIDOS DEL EXPERIMENTO........................6

5.2. CALCULO DE LA GRAVEDAD...................................................................8

5.3. PORCENTAJE DE ERROR DEL CÁLCULO DE LA GRAVEDAD..............9

6. ANALISIS.........................................................................................................10

7. CONCLUSIONES............................................................................................11

8. BIBLIOGRAFIA................................................................................................12

INTRODUCCIÓN

En el presente informe de laboratorio estudiaremos el movimiento de una partícula en caída libre, dándose a conocer un ejercicio experimental, los resultados obtenidos y el margen de error dentro del desarrollo de esta práctica.

1

1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVOS GENERALES

Describir el movimiento de los cuerpos en caída libre.

1.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Estudiar el movimiento con aceleración constante, determinación del

comportamiento de la velocidad y el valor aproximado de la aceleración

debida a la gravedad.

2

2. MARCO TEORICO

En mecánica, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Aunque esta definición formal excluye la influencia de otras fuerzas, como la resistencia aerodinámica, frecuentemente éstas deben ser tomadas en cuenta cuando el fenómeno tiene lugar en el seno de un fluido, como el aire o cualquier otro fluido. En la caída libre propiamente dicha o ideal, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su masa; por ejemplo, si dejáramos caer una bala de cañón y una pluma en el vacío, ambos adquirirían la misma aceleración.

Las ecuaciones cinemáticas para el movimiento en una línea recta bajo la aceleración de gravedad son las mismas que para cualquier movimiento con aceleración constante:

Velocidad promedio: V= Δy

Δt La función de posición que describe el movimiento en cualquier tiempo para

caída libre es: y=V o . t−

12g . t2+ yo

La función de posición que describe el movimiento se reduce a la siguiente

expresión es: y=1

2g .t 2

gravedad: g=2 y

t 2

2.1.

3

3. MATERIALES

Un balín, esfera o canica.

Cronómetro

Cinta Métrica, metro o Regla.

4

4. METODOLOGIA EXPERIMENTAL

Inicialmente tomamos un metro, dejamos caer una canica desde tres alturas diferentes, para nuestro caso utilizamos un metro, metro y medio y dos metros. Posteriormente cada altura registramos el tiempo que demoró en caer la canica 15 veces, esto con la finalidad de disminuir el porcentaje de error.

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5. DATOS Y CALCULOS

5.1. DATOS Y GRAFICAS OBTENIDOS DEL EXPERIMENTO

Posición y (m) - vs. - Tiempo t (s)

100 CM 150 CM 200 CM1 0,42 Segundos 0,48 Segundos 0,66 Segundos2 0,39 Segundos 0,41 Segundos 0,62 Segundos3 0,33 Segundos 0,43 Segundos 0,75 Segundos4 0,37 Segundos 0,42 Segundos 0,69 Segundos5 0,38 Segundos 0,45 Segundos 0,69 Segundos6 0,4 Segundos 0,4 Segundos 0,87 Segundos7 0,39 Segundos 0,38 Segundos 0,73 Segundos8 0,36 Segundos 0,51 Segundos 0,75 Segundos9 0,36 Segundos 0,48 Segundos 0,69 Segundos

10 0,36 Segundos 0,43 Segundos 0,89 Segundos11 0,53 Segundos 0,5 Segundos 0,52 Segundos12 0,37 Segundos 0,6 Segundos 0,82 Segundos13 0,5 Segundos 0,62 Segundos 0,68 Segundos14 0,34 Segundos 0,57 Segundos 0,74 Segundos15 0,4 Segundos 0,53 Segundos 0,75 Segundos

6

Posición y (m) - vs. -t² (s²)

100 CM 150 CM 200 CM1 0,1764 s 0,2304 s 0,4356 s2 0,1521 s 0,1681 s 0,3844 s3 0,1089 s 0,1849 s 0,5625 s4 0,1369 s 0,1764 s 0,4761 s5 0,1444 s 0,2025 s 0,4761 s6 0,16 s 0,16 s 0,7569 s 7 0,1521 s 0,1444 s 0,6241 s8 0,1296 s 0,2601 s 0,7225 s9 0,1296 s 0,2304 s 0,4761 s

10 0,1296 s 0,1849 s 0,7921 s11 0,2809 s 0,25 s 0,2704 s12 0,1369 s 0,3844 s 0,6724 s13 0,25 s 0,3844 s 0,4624 s 14 0,1156 s 0,3249 s 0,5625 s15 0,16 s 0,2809 s 0,5476 s

7

5.2. CALCULO DE LA GRAVEDAD

Posición 100 CM 150 CM 200 CM

Gravedad 1 11,33786848ms2 13,02083333

ms2 9,18273646

ms2

2 13,14924392ms2 11,53402537

ms2 10,4058273

ms2

3 183,6547291ms2 16,22498648

ms2 7,11111111

ms2

4 14,6092038ms2 17,00680272

ms2 8,4015963

ms2

5 13,85041551ms2 14,81481481

ms2 8,4015963

ms2

6 12,5ms2 18,75

ms2 5,28471396

ms2

7 13,14924392ms2 20,77562327

ms2 7,50609871

ms2

8 15,43209877ms2 11,53402537

ms2 7,11111111

ms2

9 15,43209877ms2 13,02083333

ms2 8,4015963

ms2

10 15,43209877ms2 16,22498648

ms2 5,04986744

ms2

11 7,11997152ms2 12

ms2 14,7928994

ms2

12 14,6092038ms2 8,333333333

ms2 5,94883998

ms2

13 8ms2 7,804370447

ms2 8,65051903

ms2

14 17,30103806ms2 9,233610342

ms2 7,11111111

ms2

15 12,5ms2 10,67995728

ms2 7,3046019

ms2

Gravedad Promedio 13,51919721

ms2 13,39721351

ms2 8,044281759

ms2

Nota: Los cálculos anteriores de la gravedad se realizó aplicando la siguiente

ecuación: g=2 y

t2

Ejemplo:

g= 2∗1(42 x 10−2 Seg .)2 = 11,33786848

ms2

8

5.3. PORCENTAJE DE ERROR DEL CÁLCULO DE LA GRAVEDAD

Posición 100 CM 150 CM 200 CM Error 1 15,71428571 % 32,85714286 % 6,32653061 %

2 34,18367347 % 17,65306122 % 6,12244898 %3 87,34693878 % 65,51020408 % 27,4489796 %4 49,08163265 % 73,57142857 % 14,2857143 %5 41,32653061 % 51,12244898 % 14,2857143 %6 27,55102041 % 91,32653061 % 46,122449 %7 34,18367347 % 112,0408163 % 23,3673469 %8 57,44897959 % 17,65306122 % 27,4489796 %9 57,44897959 % 32,85714286 % 14,2857143 %

10 15,71428571 % 65,51020408 % 48,4693878 %11 27,44897959 % 22,44897959 % 51,0204082 %12 49,08163265 % 15 % 39,3877551 %13 18,36734694 % 20,40816327 % 11,7346939 %14 76,53061224 % 5,816326531 % 27,4489796 %15 27,55102041 % 8,979591837 % 25,5102041 %

Porcentaje de error promedio 41,26530612 % 42,18367347 % 25,55102041 %

Nota: Los cálculos anteriores del porcentaje de error de la gravedad se calculó

mediante la siguiente ecuación: Error=|GReal−GExperimental

GravedaReal|

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6. ANALISIS

En condiciones normales cualquier cuerpo siempre caería con la misma velocidad a efectos de la fuerza de aceleración gravitacional. Sin embargo, en la práctica del laboratorio se pudo experimentar que la velocidad con la que cae un objeto en caída libre, puede variar por diversos factores. La resistencia del aire, por ejemplo, actúa, de tal manera que entre mayor sea el área de contacto del objeto en caída, mayor es el rozamiento con el aire.

Otro punto que influye en la caída libre es la densidad del cuerpo, entre más masa presente el objeto este posee menor resistencia, es decir, caería más rápido.

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7. CONCLUSIONES

La velocidad inicial de cualquier objeto en caída libre encontrándose en reposo debe ser 0.

En este movimiento el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje “Y”).

Además logramos comprobar que La Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo.

Entre más alto esté un objeto de la superficie toma más velocidad al caer, y esto depende de la fuerza con la que esté atraído, es decir de la gravedad.

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8. BIBLIOGRAFIA

https://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre

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