Aparato de caida libre Teoría La caída de un cuerpo en el campo gravitatorio de la Tierra es el ejemplo más típico de movimiento uniformemente acelerado (siempre que la longitud de la trayectoria sea mucho menor que el radio de la Tierra para poder considerar g constante). La fuerza gravitatoria que actúa sobre un cuerpo es proporcional a su masa, F = m·g , por lo que la ecuación de Newton es ma = F = mg
Indica que la aceleración a = g es independiente de la masa del cuerpo. Si el objeto que cae parte del reposo (v = 0 para t = 0), la cinemática del movimiento uniformemente acelerado predice que la distancia vertical h que ha caído el objeto dependerá del tiempo de acuerdo con la ecuación
En donde se ha tomado como origen de distancias la posición del instante inicial, h (0) = 0.El problema para comprobar experimentalmente la ley está en que, para las distancias 1 m típicas del laboratorio, los tiempos de caída son menores de 1s, por lo que los errores cometidos en la medida con un cronómetro ordinario son demasiado grandes. Por esta razón, se ha decidido implementar un equipo que detenga automáticamente el cronometro cuando el objeto liberado llegue a altura h = 0. ∼
Montaje El aparato consta de un soporte con un dispositivo de enganche de la bola metálica (electroimán) para la salida y una base para el impacto i mpacto con dispositivo de parada (micro switch). Las alturas relativas entre ambos son variables. Se estudia la caída de una bola metálica que es liberada al ser presionado el botón “Start” iniciando el arranque del del cronómetro. cronómetro. El dispositivo de parada está conectado al “Stop” del cronómetro que se detiene cuando la bola golpea la base. Antes de cada medida, el cronómetro se debe poner a cero mediante el botón de “Reset”. Diseño del Cronometro Materiales
Placa de prototipos Arduino UNO. Pantalla Lcd. 3 Pulsadores 3 Resistencias de 1K omnio 1 relay 1 micro switch.
Circuito
Código del programa #include LiquidCrystal milcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); int horas = 0; int minutos = 0; int segundos = 0; int centecimas = 0; long milisegundos = 0; int boton = 0; int pausa = 0; int estadoBoton=0; int estadoBoton1=0; void setup() { milcd.begin(16,2); milcd.print("Fisica UNP"); Serial.begin(9600); pinMode(boton, INPUT); pinMode(pausa, INPUT); pinMode(10,OUTPUT); pinMode(13,INPUT); pinMode(11,INPUT); pinMode(3,OUTPUT); milcd.setCursor(0,1); milcd.print("00:00:00.00"); digitalWrite(3,HIGH); } void loop(){ boton= digitalRead(12); pausa= digitalRead(2); estadoBoton=digitalRead(13); estadoBoton1=digitalRead(11); if (estadoBoton == HIGH) { digitalWrite(10,HIGH); }else if (estadoBoton1 == HIGH){digitalWrite(10,LOW);}//boton de PAUSA if(boton == HIGH){ horas = 0; minutos = 0; segundos = 0; centecimas = 0; milcd.setCursor(0,0); milcd.print("Fisica UNP"); milcd.setCursor(0,1); milcd.print("00:00:00.00"); digitalWrite(10,LOW); digitalWrite(3,HIGH); } //boton de Play if( pausa == HIGH){
digitalWrite(3,LOW); milcd.setCursor(0,1); milisegundos = millis(); if(milisegundos % 1 == 0){ //solo ingresar si ha pasado una decima de segundo centecimas++; if(centecimas == 1000){ //cuando pasen 10 decimas entonces se contara un segundo centecimas = 0; segundos++; } if(segundos == 60){ //cuando pasen 60 segundos se contara un minuto segundos = 0; minutos++; } if(minutos == 60){ //cuando pasen 60 minutos se contara una hora minutos = 0; horas++; } //muestra el tiempo milcd.setCursor(0,1); if(horas < 10){ milcd.print("0"); } milcd.print(horas); milcd.print(":"); milcd.setCursor(3,1); if(minutos < 10){ milcd.print("0"); } milcd.print(minutos); milcd.print(":"); milcd.setCursor(6,1); if(segundos < 10){ milcd.print("0"); } milcd.print(segundos); milcd.print("."); milcd.setCursor(9,1); milcd.print(centecimas); }}}
Fotografía del dispositivo terminado
Grupo de trabajo
Hurtado Zúñiga Eros Andrés Mogollón Porras Rowell Jairlinton López Checa Luis Daniel Cabanillas Carrera Sarael Rentería Albán Joaquín Rivas Gomes Harool Ruiz Barba Junior Joel Viera Guzmán Jann Alexander
